运动控制系统的计算方法汇总

 

（一）

 负载扭矩计算方法 

步进电机和交流伺服电机是运动控制系统中最常用的两种执行电动机。在电机选型过程中，
必须首先计算出负载通过机械传动系统对电机轴的折算扭矩（

T 折），下面就几中常见的

机械传动方式介绍折算扭矩（

T 折）的计算过程。 

1、 重物提升 
T 折= (m×g×D) /(2×i) 【N.m】 
2、丝杠螺母传动 
T 折= 1/I((F×t)/(2×π ×η)+Tb) 【N.m】 F=F0+μmg 【N】 
3、同步带或齿轮齿条传动 
T 折=(F×D)/( 2×i ×η) 【N.m】 F=F0+μmg 【N】 

（二）

 负载转动惯量计算方法 

在运动控制系统设计中，负载通过机械传动系统对电机轴的折算转动惯量

(J 折)也是常需考

虑的因素，这是因为：

 

Ⅰ) 为了提高系统的动态响应性能，应使负载折算到电机轴上的折算转动惯量与电机轴本身
转动惯量之间有一适当匹配，这通常通过合理的机械减速机构实现。

 

Ⅱ) 在电机选型过程中，特别是在加/减速时间很短（快速启停）的应用场合中，常需计算加
速扭矩，这时也需用到负载对电机轴的折算惯量。

 

以下就几种常用的传动方式，介绍负载通过机械传动系统对电机轴的折算转动惯量

J 折的

计算方法。

 

1、齿轮或带轮传动 

J 折=J1/ i2+J2【kg.m2】 
2、丝杠螺母传动 
J 折=m×(t/2π) 2 【kg.m2】 

这种直线运动物体对电机轴的转动惯量折算方法只要遵循

“具有等效转动惯量的等效构件的

动能等于远机构的动能

”这一基本原理即可得出，亦即： 

（三）几种常见几何体转动惯量的计算方法

 

7、转动惯量的平行轴定理 
JL =JC+ML2 
式中：

JL：物体对于轴 0

—0 的转动惯量