转动惯量的物理意义是什么（惯量与惯量比）

一、 惯量：

惯量（或称转动惯量）是描述一个物体对其旋转运动的抵抗程度的物理量。它类似于质量在直线运动中对加速度的抵抗。在旋转运动中，惯量决定了在给定力矩作用下，物体的角加速度大小。惯量的定义依赖于物体的质量分布和形状

常见机械的惯量计算公式：

二、惯量比：

惯量比指的是负载惯量与电机转子惯量的比值。如果电机与负载之间由减速机构连接，那么惯量比等于折算到电机端的负载惯量与电机转子惯量的比值。如我们在伺服选型中电机侧电机轴惯量须满足＞负载总惯量/减速机减速比的平方/10，此处的10是伺服电机推荐的轴惯量比，为了更好的发挥伺服性能，我这里取的10倍（惯量比电机厂家一般都有推荐值）。

所谓惯量比就类似于马拉车，驴拉磨，伺服电机是要驱动负载运行的。在进行伺服电机选型时，经常遇到惯量比的概念。惯量比是从伺服电机轴侧“看到”的负载惯量与电机自身转子惯量的比值。系统设计时一般要把这个比值控制在一个合适的范围内。根据经验，一般机械的惯量比应设计为5左右。

惯量比小，相当于大马拉小车，性能趋向于更高。如果机械期望敏捷、快速移动、启停频繁，惯量比可降为2或者1。若不以高性能和快速响应为设计要求，惯量比可选为10，甚至极端情况选为100也是有可能的。

惯量比太小，会导致系统动态响应性能下降，需要降低运控系统的频率响应值。较小的惯量比意味着相对较高的电机惯量，电机尺寸就会太大，电机昂贵笨重，电机的一部分出力要驱动自身旋转，经济性较差，且对机械的冲击较大。同理可分析惯量比太大时的系统特性。

惯量比过大可能导致响应时间延迟、振动和震荡、能耗增加、过度负载和控制不稳定等问题