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您知道什么是伺服系统吗?

日期:2015年8月8日 14:31

     伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角),其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统最初用于国防军工, 如火炮的控制, 船舰、飞机的自动驾驶,导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动机床、无线跟踪控制等。

   主要作用

       1、以小功率指令信号去控制大功率负载;

2、在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;
3、使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。
    我国制造业产业升级的不断推进,为我国伺服产业的发展提供了巨大的市场,近年来,随着数控机床、包装机械、电子专用设备等行业继续保持较好发展以及交流伺服技术的日益成熟,新兴行业如新能源行业中的风电产业伺服技术的应用使得我国伺服市场迅速发展,2010年,我国伺服市场同比增长39.7%,市场规模达到39.9亿元。
很多有远识的国产厂商正加大研发力度提升其产品的性能,进而扩大其品牌的号召力,国产伺服厂商改变进口垄断格局将指日可待。由此预测,未来五年,我国伺服系统行业受益于产业升级的影响,仍将保持20%以上的增长速度,至2015年,我国伺服系统行业市场规模有望突破100亿元,其中,国产伺服产品的市场占有率将达到40%左右。 
主要分类
从系统组成元件的性质来看,有电气伺服系统、液压伺服系统和电气-液压伺服系统及电气-电气伺服系统等;
从系统输出量的物理性质来看,有速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等;
从系统中所包含的元件特性和信号作用特点来看,有模拟式伺服系统和数字式伺服系统;
从系统的结构特点来看,有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。
伺服系统按其驱动元件划分,有步进式伺服系统、直流电动机(简称直流电机)伺服系统、交流电动机(简称交流电机)伺服系统。
主要应用
伺服系统在数控加工中的作用及组成
在自动控制系统中,把输出量能以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为随动系统,亦称伺服系统。数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称为随动系统。
  伺服系统由伺服驱动装置和驱动元件(或称执行元件伺服电机)组成,高性能的伺服系统还有检测装置,反馈实际的输出状态。
数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号,驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动,并保证动作的快速和准确,这就要求高质量的速度和位置伺服。以上指的主要是进给伺服控制,另外还有对主运动的伺服控制,不过控制要求不如前者高。数控机床的精度和速度等技术指标往往主要取决于伺服系统。
应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展,在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3~5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软,并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位,电动机本身还有速度谐振区,pwm调速系统对位置跟踪性能较差,变频调速较简单但精度有时不够,直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中,但其也有缺点,例如结构复杂,在超低速时死区矛盾突出,并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。新型的永磁交流伺服电机发展迅速,尤其是从方波控制发展到正弦波控制后,系统性能更好,它调速范围宽,尤其是低速性能优越。

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