7.2 机电一体化系统总体设计的分析
机电一体化控制系统设计与运行优化
机电一体化控制系统设计与运行优化机电一体化控制系统是将机械、电子与自动控制技术相结合的一种先进的控制系统。
它能够实现机械设备的自动化控制和运行优化，提高生产效率、降低人力成本、增加设备可靠性。
本文将围绕机电一体化控制系统的设计与运行优化展开讨论。
一、机电一体化控制系统的设计1. 需求分析在设计机电一体化控制系统之前，首先需要进行需求分析，明确系统所要实现的功能和性能要求。
可以从生产流程自动化、设备运行的稳定性、生产效率的提升等方面进行分析。
2. 系统架构设计根据需求分析的结果，设计出满足功能和性能要求的机电一体化控制系统的系统结构。
系统架构包括硬件架构和软件架构两个方面。
硬件架构设计包括传感器、执行器、控制器等的选择和布置；软件架构设计包括控制算法的设计、系统的编程和界面设计等。
3. 信号传输与处理在机电一体化控制系统中，各个部件之间需要进行信号的传输和处理。
设计时需要考虑信号的传输方式、传输速率和信号的处理方法，保证系统的稳定性和可靠性。
4. 兼容性与扩展性机电一体化控制系统的设计应该考虑系统的兼容性和扩展性。
兼容性指的是系统具备与其他设备和系统的联动能力；扩展性指的是系统能够方便地扩展和升级，以满足未来的需求。
二、机电一体化控制系统的运行优化1. 系统参数优化机电一体化控制系统的参数设置对系统的稳定性和性能有着重要影响。
通过对系统参数进行优化调整，可以提高系统的运行效率和稳定性。
例如，可以调整控制器的参数、传感器的灵敏度以及执行器的动作速度等。
2. 控制算法优化机电一体化控制系统的控制算法是实现自动化控制的核心。
针对不同的控制对象和系统特点，可以采用不同的控制策略和算法。
优化控制算法可以提升系统的控制精度、稳定性和响应速度，进而提高系统的整体效能。
3. 故障诊断与预测机电一体化控制系统在长时间运行中可能会遇到故障和异常情况。
通过在系统中添加故障诊断和预测模块，可以及时发现和解决问题，防止故障扩大化。
机电一体化系统设计小结
机电一体化系统设计小结机电一体化系统设计小结一、引言机电一体化系统是指将机械和电气控制相结合的系统，通过传感器、执行器、控制器等电子设备与机械结合，实现机械运动的控制和自动化的工作过程。
本文拟对机电一体化系统设计中的关键问题进行分析和总结。
二、系统需求分析在进行机电一体化系统设计之前，首先需要开展系统需求分析。
系统需求分析主要包括对系统功能、性能、结构和质量等方面的需求进行分析，明确系统的功能和性能要求。
在需求分析过程中，需要充分考虑用户需求和应用环境，以确保设计出符合实际需求的机电一体化系统。
三、装置选择选择合适的装置是机电一体化系统设计中的关键问题之一。
在进行装置选择时，需要综合考虑装置的性能和特点、可靠性、便捷性和成本等因素。
根据系统的实际需求和设计目标，选择适合的传感器、执行器和控制器等装置，并进行合理的组合和布局，以确保系统能够准确地感知和控制机械运动。
四、系统控制策略设计机电一体化系统的控制策略设计是实现系统自动化和智能化的关键。
在进行控制策略设计时，需要充分考虑系统的实时性、可靠性、稳定性和安全性等因素。
根据机械运动过程的特点，选择合适的控制算法和方法，并进行详细的控制策略设计。
在设计过程中，还需要考虑控制器的选择和接口设计，以确保系统能够实现准确的控制和良好的性能。
五、系统集成与测试机电一体化系统的集成与测试是整个设计过程的关键环节。
在进行系统集成时，需要充分考虑各个装置之间的接口和兼容性问题，进行合理的装置连接和通信设置。
在进行测试时，需要设计合理的测试方案和方法，对系统的功能、性能和可靠性等方面进行全面的测试和评估。
通过集成与测试阶段的工作，可以发现和解决系统中的问题，并对系统进行优化和改进。
六、结论机电一体化系统设计是一个复杂而又关键的工作，需要综合考虑机械、电子、控制和通信等多个方面的知识和技术。
通过对系统需求的分析、装置的选择、控制策略的设计、系统的集成与测试等工作的开展，可以设计出功能强大、性能优越、稳定可靠的机电一体化系统。
机电一体化系统机电有机结合的分析与设计
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第一节
机电一体化系统的 稳态与动态设计
机电一体化系统（产品）的设计过程是机电参数相 互匹配，即机电有机结合的过程。机电伺服系统是典型 的机电一体化系统。本章将以机电伺服系统为例，说明 机电一体化系统设计的一般考虑方法。伺服系统中的位 置伺服控制系统和速度伺服控制系统的共同点是通过系 统执行元件直接或经过传动系统驱动被控对象，从而完 成所需要的机械运动。因此，工程上是围绕机械运动的 规律和运动参数对它们提出技术要求的。
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第三节
机电有机结合之二— 机电一体化系统的动态设计考虑方法
一、机电伺服系统的动态设计
机电一体化系统的伺服系统的稳态设计只是初步确 定了系统的主回路，还很不完善。在稳态设计基础上所 建立的系统数学模型一般不能满足系统动态品质的要求， 甚至是不稳定的。为此，必须进一步进行系统的动态设 计。 系统的动态设计包括：选择系统的控制方式和校正 (或补偿)形式，设计校正装置，将其有效地连接到稳态 设计阶段所设计的系统中去，使补偿后的系统成为稳定 系统，并满足各项动态指标的要求。
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二、系统的调节方法
在研究机电伺服系统的动态特性时，一般先根据系统组成建立系统 的传递函数(即原始系统数学模型)，不易用理论方法求解的可用实验方法 建立。进而可以根据系统传递函数分析系统的稳定性、系统的过渡过程品 质(响应的快速性和振荡)及系统的稳态精度。 当系统有输入或受到外部干扰时，其输出必将发生变化，由于系统中 总是含有一些惯性或蓄能元件，其输出量也不能立即变化到与外部输入或 干扰相对应的值，也就是说需要有一个变化过程，这个变化过程即为系统 的过渡过程。
机电一体化系统的设计与实现
机电一体化系统的设计与实现随着科技的不断发展和社会的快速进步，机械、机床等设备的技术也得到了很大的提升。
在机电一体化系统的设计和实现方面，也出现了很多新的技术和方法。
机电一体化将机械与电子技术相结合，使机械与电子技术更加协调、配套，实现了机械与电子技术之间的无缝衔接。
一、机电一体化系统概述机电一体化系统由机械、电子、控制、传感、信息等多种技术和方法组成，是一种综合性很强的系统。
机电一体化系统可以实现机械和电子技术的高效协调，在生产制作和工程项目中起到非常重要的作用。
在机电一体化系统的设计和实现过程中，需要充分考虑机械工程和电子技术的整合，实现机电一体化系统的高效运行。
二、机电一体化系统设计的重要性在机电一体化系统的设计和实现过程中，需要重视机械和电子技术的有机结合。
机电一体化系统的设计是为了充分发挥机械和电子技术的作用，提高生产效率和质量，节约资源和能源。
机电一体化系统的设计需要根据生产制造过程和工程项目的要求，充分考虑机械和电子技术的相互配合，实现机械和电子技术之间的紧密结合。
三、机电一体化系统设计的要素机电一体化系统的设计需要研究机械和电子技术的相互关系，考虑生产制造中的工艺流程和机械参数，以此确定电子技术的设计方案。
机电一体化系统的设计要素包括：机械构造、电子技术、尺寸参数、工艺流程等。
1.机械构造机械构造是机电一体化系统最基本的设计要素，包括机械元件的选型、维护、装配等方面。
在机械构造设计中，需要考虑机械构造的强度、刚度、稳定性、耐磨性等因素，同时也需要注重机械元件的设计和优化。
2.电子技术电子技术是机电一体化系统中非常重要的一个要素。
电子技术的设计要素包括电路、程序、设备等方面。
在电子技术的设计过程中，需要选用符合机械构造设计的电子元件，保证电子元件能够稳定地工作，并充分考虑电子技术和机械构造之间的协调配合。
3.尺寸参数尺寸参数是机电一体化系统设计过程中的重要考虑因素。
尺寸参数包括机械构造、电子元件尺寸、外形尺寸等方面。
机电一体化系统设计报告
机电一体化系统设计报告
摘要：本报告旨在介绍机电一体化系统的设计内容，包括系统需求分析、系统设计原理、硬件选型、软件开发以及系统测试与验证。
通过详细
的阐述和分析，展现了我们团队在机电一体化技术领域的研究和实践成果。
1.引言
1.1背景介绍
1.2研究目的
2.系统需求分析
2.1功能需求
2.2性能需求
2.3可靠性需求
2.4安全性需求
3.系统设计原理
3.1机电一体化系统原理
3.2动力学分析
3.3控制策略选择
4.硬件选型
4.1电机选型
4.2驱动器选型
4.3传感器选型
4.4控制器选型
5.软件开发
5.1系统架构设计
5.2控制算法设计与实现
5.3数据处理与通信模块设计
5.4用户界面设计
6.系统测试与验证
6.1功能测试
6.2性能测试
6.3可靠性测试
6.4安全性测试
7.结果与讨论
7.1实验数据分析
7.2系统优化与改进
8.结论
附录：系统设计图纸、电气原理图、控制流程图等技术资料
总之，本报告涵盖了机电一体化系统设计的相关内容，从系统需求分析到系统设计原理、硬件选型、软件开发以及测试验证等方面，对系统设
计的全过程进行了详细的阐述和分析。
希望这份报告能为机电一体化技术的应用和研究提供一定的参考价值。
机电控制系统与一体化产品设计分析
机电控制系统与一体化产品设计分析机电控制系统与一体化产品设计是现代制造业的核心之一，它将机械、电子与自动化技术有机结合，实现对机械设备进行电子化、自动化改造，提高了生产效率、增强了产品品质、降低了生产成本。
在本文中，我们将对机电控制系统与一体化产品设计进行分析。
机电控制系统的特点：1. 机电系统的整合性机电控制系统是由机械、电子与自动化技术三者结合形成的系统，实现机械设备的智能化、电子化、自动化控制，大大提高了机械设备的生产效率与运行稳定性。
2. 高可靠性机电控制系统采用数字化控制技术，具有高精度、快速、实时性等特点，具有高可靠性，可以保证生产设备的稳定性和运行安全。
3. 灵活性与可扩展性机电控制系统采用模块化设计和分布式控制，具有灵活性和可扩展性，可以满足不同设备和工艺的需求。
一体化产品设计的特点：1. 一体化设计思想一体化产品设计是指将产品的所有部件（机械、电子、控制等）整合在一起，形成一个无缝衔接的整体。
这种设计思想有利于降低产品的生产成本和提高产品的生产效率。
一体化产品设计可以根据客户的需求快速定制，满足客户的各种要求，提高客户的满意度。
一体化产品设计采用了精益生产的理念，产品的设计、生产和测试都严格控制，以提高产品的可靠性和质量。
将机电控制系统和一体化产品设计相结合，可以实现完美的集成和优势互补，进一步提高生产效率和降低成本。
1. 精益生产机电控制系统和一体化产品设计相结合可以实现精益生产，即通过降低不必要的浪费，提高生产效率和产品质量。
由于整体设计的特点，可以通过模块化的设计、标准化的生产、有效的流程控制等方式提高生产效率，降低生产成本。
2. 灵活性和快速响应机电控制系统和一体化产品设计相结合可以实现快速响应客户需求的目标，针对不同需求进行快速定制，生产出高品质的产品，满足客户的各种需求和要求。
综上所述，机电控制系统和一体化产品设计是现代制造业不可或缺的核心技术，可以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量、增加产品附加值，将对未来制造业的发展起到重要的推动作用。
机电一体化系统的设计与实现
机电一体化系统的设计与实现机电一体化系统是指将机械和电子控制系统结合在一起，通过智能化控制实现自动化操作和精确控制的系统。
在现代工业生产中，机电一体化系统已经成为各行各业的重要组成部分。
本文将探讨机电一体化系统的设计与实现，并介绍其在不同领域的应用。
机电一体化系统的设计需要考虑多个方面，包括机械设计、电气设计和控制系统设计。
首先，机械设计要考虑系统的结构和运动方式，以及与其他部件的相互配合。
其次，电气设计要考虑系统的电力供应和电路设计，包括各类传感器和执行器的选型和接线。
最后，控制系统设计是机电一体化系统的关键，要设计出高效稳定的控制算法，并选择适合的控制器和编程平台。
在机电一体化系统的实现过程中，有几个关键的步骤。
首先，需要进行系统的建模与仿真。
通过建立系统的数学模型，可以对系统的性能进行预测和优化。
其次，需要进行硬件设计与制造。
这个步骤包括选型和采购各类机械和电气元件，并进行装配和调试。
然后，需要进行软件开发与编程。
根据系统的需求，设计控制算法并进行编程实现。
最后，需要进行系统的调试与优化。
通过对系统进行运行测试和参数调整，改进系统的稳定性和性能。
机电一体化系统在多个领域都有广泛的应用。
在制造业中，机电一体化系统可以实现产品的自动化生产和质量控制，提高生产效率和降低人力成本。
在能源领域，机电一体化系统可以实现能源的高效转换和利用，提高能源利用率和减少能源浪费。
在农业领域，机电一体化系统可以实现农业机械的智能化管理和作业，提高农业生产效益和减少对自然资源的消耗。
在医疗领域，机电一体化系统可以实现医疗设备的自动化操作和监控，提高医疗服务的质量和效率。
然而，机电一体化系统的设计与实现过程中也存在一些挑战。
首先，不同领域的应用对机电一体化系统的要求不同，需要根据具体需求进行设计和优化。
其次，机电一体化系统的开发成本较高，需要投入大量的资金和人力资源。
此外，机电一体化系统的维护和升级也需要专业的技术支持和培训。
机电一体化系统设计
机电一体化系统设计一、引言机电一体化系统是指将机械和电气控制系统相结合，实现自动化控制和监测，以提高生产效率和产品质量。
在现代制造业中，机电一体化系统已经成为不可或缺的重要部分。
本文将探讨机电一体化系统设计的重要性、原则和实施步骤。
二、机电一体化系统设计的重要性1.提高生产效率机电一体化系统可以实现自动化生产，减少人为操作，提高生产效率。
通过优化机械和电气系统的配合，可以实现更高的生产速度和稳定性。
2.优化产品质量机电一体化系统可以实现精准控制和监测生产过程，减少因人为因素引起的错误，提高产品质量和一致性。
3.节约能源资源机电一体化系统可以实现能源的合理利用和分配，优化能源消耗结构，降低生产成本。
4.提升生产安全性机电一体化系统可以实现安全监测和自动报警，减少生产过程中的安全隐患，提高生产操作的安全性。
5.降低维护成本机电一体化系统可以实现在线监测和故障诊断，及时发现和排除问题，减少维护和维修成本。
三、机电一体化系统设计的原则1.整体性原则机电一体化系统设计要以整体性为原则，全面考虑机械和电气系统之间的协调和配合，确保系统各部分之间的一致性和稳定性。
2.可靠性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的可靠性，选择高品质的机械和电气元器件，确保系统长期稳定运行。
3.灵活性原则机电一体化系统设计要具有一定的灵活性，能够根据生产需求进行调整和改进，适应市场的变化。
4.通用性原则机电一体化系统设计要具有一定的通用性，可以适用于不同的生产场景和环境，提高系统的适用性和可扩展性。
5.安全性原则机电一体化系统设计要考虑到系统的安全性，确保生产过程中的操作安全和人员安全，防止事故的发生。
四、机电一体化系统设计的实施步骤1.需求分析首先进行生产需求分析，明确机电一体化系统的功能和性能要求，确定系统的基本架构和设计方案。
2.系统设计根据需求分析的结果，进行系统设计，包括机械结构设计、电气控制系统设计、传感器和执行器的选择等。
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7.2机电一体化系统总体设计的分析7.2.1机电一体化系统设计分析的意义机电一体化系统（产品）的设计过程是机电参数相互匹配，即机电有机结合的过程。
机电伺服系统是最典型的机电一体化系统。
现以机电伺服系统为例，说明机电一体化系统设计的一般考虑方法。
伺服系统中的位置伺服控制系统和速度伺服控制系统的共同点是通过系统执行元件直接驱动或经过传动系统驱动被控对象，从而完成所需要的机械运动。
因此，工程上是围绕机械运动的规律和运动参数对它们提出技术要求的。
在进行机电伺服系统设计时，首先要了解被控对象的特点和对系统的具体要求，通过调查研究制定出系统的设计方案。
该方案通常只是一个初步的轮廓，包括系统主要零部件和元器件的种类、各部分之间的连接方式、系统的控制方式、所需能源形式、校正补偿方法以及信号转换的方式等。
有了初步设计方案就要进行定量的分析计算，分析计算包括稳态设计计算和动态设计计算。
稳态设计包括使系统的输出运动参数达到技术要求、执行元件（如电动机）的参数选择、功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算、各主要元器件的选择与控制电路设计、信号的有效传递、各级增益的分配、各级之间阻抗的匹配和抗干扰措施等，并为后面动态设计中校正装置的引入留有余地。
通过稳态设计，系统的主回路各部分特性、参数已初步确定，便可着手建立系统的数学模型，为系统的动态设计做好准备。
动态设计主要是设计校正补偿装置，使系统满足动态技术指标要求；通常要进行计算机仿真，或借助计算机进行辅助设计。
通过上述理论设计计算，完成的还仅仅是一个较详细的设计方案，这种工程设计计算一般是近似的，只能作为工程实践的基础。
系统的实际路线及其实际参数，往往要通过样机的试验与调试，才能最后确定下来。
这并不等于以上设计计算时多余的，因经过设计计算后确定的方案，考虑了机电参数的有机结合与匹配，这对工程实践是必须的，有利于减少盲目性和加快样机的调试与电路参数的确定。
7.2.2机电一体化系统的稳态设计分析1.负载分析位置控制系统和和速度控制系统的被控对象作机械运动时，该被控对象就是系统的负载，它与系统执行元件的机械传动联系有多种样式。
机械运动是组成机电一体化系统的主要组成部分，它们的运动学、动力学特性与整个系统的性能关系极大。
（1）典型负载被控对象（简称负载）的运动形式有直线运动、回转运动、间歇运动等。
具体的负载往往比较复杂，为便于分析，常将它分解为几种典型负载，结合系统的运动规律再将它们组合起来，使定量设计计算得以顺利进行。
所谓典型负载是指惯性负载、外力负载、弹性负载和摩擦负载（滑动摩擦负载、粘性摩擦负载、滚动摩擦负载）等。
对具体系统而言，其负载可能是以上几种典型负载的组合，不一定均包含上述所有负载项目。
故在设计系统是严禁脱离实际，应对被控对象及其运动等具体问题作具体分析，从而获得负载的真实综合定量数值，为选择与之匹配的执行元件及进行动态分析打下可靠基础。
（2）负载的等效换算被控对象的运动，有的是直线运动，如机床的工作台X、Y及Z轴，机器人臂部的升降、伸缩运动，绘图机的X、Y方向运动；也有的是旋转运动，如机床主轴的回转、工作台的回转、机器人关节的回转运动等。
执行元件与被控对象有直接连接的，也有通过传动装置连接的。
执行元件的额定转矩（或力）、加减速控制及制动方案的选择，应与被控对象的固有参数（如质量、转动惯量等）相互匹配。
因此，要将被控对象相关部件的固有参数及其所受的负载（力或力矩）等效换算到执行元件（k）的输出轴上，即计算其输出轴承受的等效转动惯量和等效负载力矩（回转运动）或计算等效质量和等效力（直线运动）。
2.执行元件的匹配选择伺服系统是由若干元器件组成的，其中有些元器件已有系列化商品供选用。
为降低机电一体化系统的成本、缩短设计与研制周期，应尽可能选用标准化元器件。
拟定系统方案时，首先确定执行元件的类型，然后根据技术条件的要求进行综合分析，选择与被控对象及其负载相匹配的执行元件。
下面以电动机的匹配选择为例简要说明执行元件的选择方法。
被控对象由电动机驱动，因此，电动机的转速、转矩和功率等参数应和被控对象的需要相匹配，如冗余量大，易使执行元件价格贵，使机电一体化系统的成本升高，市场竞争力下降；在使用时，冗余部分用户用不上，易造成浪费。
如果选用的执行元件的参数数值偏低，将达不到使用要求。
所以，应尽量选择与被控对象的需要相适应的执行元件。
（1）系统执行元件的转矩匹配设伺服进给系统执行元件输出轴所承受的等效负载转矩（包括摩擦负载和工作负载）为、等效惯性负载转矩为T惯，则电动机轴上的总负载转矩为TΣ= + T惯（7-1）考虑到机械的总传动效率η时，则（7-2）（2）系统执行元件的功率匹配（直流、交流伺服电动机）由上述可知，在计算等效负载力矩和等效负载惯量时，需要知道电动机的某些参数。
在选择电动机时，常先进行预选，然后再进行必要的验算。
预选电动机的估算功率P（单位W）可由下式确定：（7-3）式中，n max 是电动机的最高转速（r/min）；ω max是电动机的最高角速度（rad/s）；λ是考虑电动机、减速器等的功率系数，一般去λ=1.22，对于小功率伺服系统λ可达2.5。
在预选电动机功率后，应进行以下验算：1)过热验算。
当负载转矩为变量时，应采用等效法求其等效转矩T eq，在电动机励磁磁通Φ近似不变时（7-4）式中，t1、t2、…表示时间间隔，在此时间间隔内的负载转矩分别为T1、T2、…。
则所选电动机的不过热的条件为（7-5）式中，T N 是电动机的额定转矩（N·m）；P N是电动机的额定功率（W）；P eq是由等效转矩T eq 换算的电动机功率（W）；P eq=(T eq n N)/9.55，其中n N为电动机的额定转速（r/min）.2)过载验算。
即应使瞬时最大负载转矩与电动机的额定转矩T N的比值不大于某一系数，即（7-6）式中，k m是电动机的过载系数，一般由电动机产品目录中给出。
（3）减速比的匹配选择与各级减速比的分配减速比主要根据负载性质、脉冲当量和机电一体化系统的综合要求来选择确定，既要使减速比达到一定条件下最佳，同时又要满足脉冲当量与步距角之间的相应关系，还要同时满足最大转速要求等。
当然要全部满足上述要求是非常困难的。
1)使加速度最大的选择方法。
当输入信号变化快、加速度又很大时，应使（7-7）式中，T m、J m分别是电动机的额定转矩、转子转动惯量；T LF、J L分别是负载转矩、负载转动惯量。
2)最大输出速度选择方法。
当输入信号近似恒速变化，即加速度很小时，应使（7-8）式中，f1是电动机的粘性摩擦系数；f2是负载的粘性摩擦系数。
3)满足基本传动送进系统的选择方法。
即满足脉冲当量δ、步距角α和丝杠基本导程ι0之间的匹配关系i=αι0（360δ）（7-9）4)减速器输出轴转角误差最小原则。
5)对速度和加速度均有一定要求的选择方法。
当对系统的输出速度、加速度都有一定要求时，应按上述1）条选择减速比i，然后验算是否满足iw Lmax≤ωm，式中的w Lmax（θLmax）为负载的最大角速度；ωm（θm）为电动机输出的角速度。
根据设计要求，通过综合分析，利用上述方法选择总减速比之后，就需要合理确定减速级数及分配各级的速比。
（4）检测传感装置、信号转换接口电路、放大电路及电源等的匹配选择与设计执行元件与机械传动系统确定之后，需要根据所拟系统的初步方案，选择和设计系统的其余部分，把初步方案逐步具体化。
各部分的设计计算，必须从系统的总体出发，考虑相邻部分的广义接口、信号的有效传递（防干扰措施）、输出/输入的阻抗匹配。
总之，要使整个系统在各种运行条件下，达到各项设计要求。
伺服系统的稳态设计就是要从两头入手，即首先从系统应具有的输出能力及要求出发，选定执行元件和传动装置；其次是从系统的精度要求出发，选择和设计检测装置及信号的前向和后向通道；最后通过动态设计计算，设计适当的校正补偿装置，完善电源电路及其他辅助电路，从而达到机电一体化系统的总体设计要求。
1)检测传感装置的精度（即分辨率）、不灵敏区等要适应系统整体的精度要求，在系统的工作范围内，其输出/输入应具有固定的线性特性，信号的转换要迅速及时，信噪比要大，装置的转动惯量及摩擦阻力矩要尽可能小，性能要稳定可靠等。
2)信号转换接口电路应尽量选用商品化的集成电路，要有足够的输入/输出通道，不仅要考虑与传感器输出抗阻的匹配，还要考虑与放大器的输入抗阻符合匹配要求。
3)伺服系统放大器的设计与选择主要考虑以下几个问题：①功率输出级必须与所用执行元件匹配，其输出电压、电流应满足执行元件的容量要求，不仅要满足执行元件额定值的需要，而且还应该能够保证执行元件短时过载、短时快速的要求。
总之，输出级的输出阻抗要小，效率要高，时间常数要小，不满足要求的禁忌使用。
②放大器应为执行元件（如电动机）的运行状态提供适宜条件。
例如，为大功率电动机提供制动条件，为力矩电动机或永磁式直流电动机的电枢电流提供限流保护措施。
③放大器应有足够的线性范围，以保证执行元件的容量得以正常发挥。
④输入级应能与检测传感装置相匹配。
即它的输入阻抗要大，以减轻检测传感装置的负荷。
⑤放大器应具有足够的放大倍数，其特性应稳定可靠，便于调整。
4)伺服系统的能源支持，特别是电源。
在一个系统中，所需电源一般很难统一，特别是放大器的电源常常为适应各放大级的不同需要而进行适应性设计。
但是最关键的还是动力电源，它常常制约系统方案的形式。
系统对电源的稳定度和对频率的稳定度都有一定要求，设计时要注意严禁干扰信号从电源引入，所使用电源应具有足够的保护措施，如过压保护、掉电保护、过电流保护、短路保护等。
抗干扰措施有滤波、隔离、屏蔽等。
此外，要有为系统服务的自检电路、显示与操作装置。
总之，系统设计牵涉的知识面较广，每一个环节均要给予充分注意。
（5）系统数学模型的建立及主谐振频率的计算在稳态设计的基础上，利用所选元器件的有关参数，可以绘制出系统框图，并根据控制论有关知识建立各环节的传递函数，进而建立系统传递函数。
现以工作台闭环伺服进给系统为例，分析在不同控制方式下的传递函数的建立方法。
1)半闭环控制方式。
图7-3为检测传感器安装在机床滚珠丝杠的端部上的半闭环伺服控制系统。
它的系统框图如图7-4所示。
该图的传递函数为K a —前置放大器增益K A—功率放大器增益K m—直流伺服电动机增益K V—速度反馈增益T m—直流伺服电动机时间常数i1 、i2—减速比K r—位置检测传感器增益U i（s）—输出电压拉氏变换Θi（s）—丝杠输出转角拉氏变换（7-10）式中，K=K a K A K m/ i1当系统受到附加外扰动转矩T r（如摩擦转矩）时，图7-4就变为图7-5。