機電一體化的伺服控制系統的結構、類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統一般包括控制器、被控對象、執行環節、檢測環節、比較環節等五部分，華科星電氣小(xiao)編帶您具體了(le)解一下。

1.比較環節(jie)

比較環(huan)節是(shi)將輸入的(de)指令信(xin)號(hao)(hao)(hao)與系統的(de)反饋信(xin)號(hao)(hao)(hao)進行比較，以(yi)獲得(de)輸出與輸入間的(de)偏差(cha)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)環(huan)節，通常由專(zhuan)門(men)的(de)電路或計(ji)算機來實現。

2.控制(zhi)器

控制(zhi)器通常是(shi)計算(suan)機或PID控制(zhi)電路，其(qi)主要(yao)任務是(shi)對比較元(yuan)件(jian)輸出(chu)的偏差信(xin)號進行變換處理(li)，以控制(zhi)執行元(yuan)件(jian)按要(yao)求(qiu)動作。

3.執行環節

執(zhi)行(xing)環節的作(zuo)用是按控制(zhi)信號的要(yao)求，將(jiang)輸入的各種形式(shi)的能量(liang)轉化成機(ji)械(xie)能，驅(qu)動(dong)被(bei)控對(dui)象工作(zuo)。機(ji)電一(yi)體化系統中的執(zhi)行(xing)元件(jian)一(yi)般指各種電機(ji)或液壓(ya)、氣動(dong)伺服機(ji)構等。

4.被控對(dui)象

5.檢測環(huan)節

檢測(ce)環節(jie)是指能夠對輸出進(jin)行測(ce)量(liang)并轉(zhuan)換成比較環節(jie)所需(xu)要的(de)量(liang)綱的(de)裝置，一(yi)般包括傳感器和(he)轉(zhuan)換電路。

伺(si)(si)服(fu)(fu)系(xi)(xi)統是使物體的(de)位置(zhi)、方位、狀(zhuang)態等輸出被控(kong)(kong)(kong)(kong)量能夠跟隨(sui)輸入目標的(de)任意變化而變化的(de)自(zi)動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統，即伺(si)(si)服(fu)(fu)系(xi)(xi)統是具有反饋(kui)的(de)閉環自(zi)動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統。它由計算機(ji)數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統、伺(si)(si)服(fu)(fu)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)器(qi)(qi)(qi)(qi)、伺(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)、速(su)度和(he)位置(zhi)傳感器(qi)(qi)(qi)(qi)等組成。計算機(ji)數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統用來(lai)存儲(chu)零件(jian)加(jia)工程(cheng)序，根據編碼器(qi)(qi)(qi)(qi)反饋(kui)回來(lai)的(de)信(xin)息進行(xing)(xing)各種插(cha)補運(yun)(yun)算和(he)軟件(jian)實時控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，向各坐標軸的(de)伺(si)(si)服(fu)(fu)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)統發出各種控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)命令(ling)。伺(si)(si)服(fu)(fu)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)伺(si)(si)服(fu)(fu)電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)接收到計算機(ji)數(shu)字(zi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)命令(ling)后，對功(gong)率進行(xing)(xing)放大(da)、變換與調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)等處理(li)，能夠快速(su)平(ping)滑調(diao)節運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)速(su)度，并(bing)能夠精確地(di)進行(xing)(xing)位置(zhi)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。

從系統(tong)(tong)組成元件(jian)的性質來看，有電(dian)氣(qi)(qi)伺服系統(tong)(tong)、液壓伺服系統(tong)(tong)和電(dian)氣(qi)(qi)-液壓伺服系統(tong)(tong)及電(dian)氣(qi)(qi)-電(dian)氣(qi)(qi)伺服系統(tong)(tong)等；

從系統輸(shu)出量的物(wu)理性質來(lai)看，有速(su)度或加速(su)度伺服(fu)系統和(he)位置伺服(fu)系統等；

從系(xi)統(tong)中所包含的元(yuan)件(jian)特(te)性和信號作用(yong)特(te)點來看(kan)，有模擬(ni)式(shi)伺服系(xi)統(tong)和數字式(shi)伺服系(xi)統(tong)；

從系統(tong)的結構特(te)點(dian)來(lai)看，有單回伺(si)服系統(tong)、多回伺(si)服系統(tong)和(he)開(kai)環伺(si)服系統(tong)、閉環伺(si)服系統(tong)。

伺服(fu)系(xi)統(tong)按其驅(qu)動(dong)元件劃分，有步進式伺服(fu)系(xi)統(tong)、直(zhi)流(liu)電動(dong)機(ji)（簡(jian)稱(cheng)直(zhi)流(liu)電機(ji)）伺服(fu)系(xi)統(tong)、交流(liu)電動(dong)機(ji)（簡(jian)稱(cheng)交流(liu)電機(ji)）伺服(fu)系(xi)統(tong)。

1.對伺服系統的基本要求

（1）穩(wen)定(ding)性(xing)好：穩(wen)定(ding)是指系統在給(gei)定(ding)輸(shu)入或外界干擾作用(yong)下(xia)，能在短暫(zan)的調節過(guo)程后到達新(xin)的或者回復到原(yuan)有(you)平衡狀態。

（2）精度(du)(du)高(gao)(gao)：伺服系(xi)統的(de)精度(du)(du)是指輸出量能跟隨輸入(ru)量的(de)精確(que)程度(du)(du)。作(zuo)為(wei)精密(mi)加工的(de)數控(kong)機床，要求的(de)定位精度(du)(du)或輪廓(kuo)加工精度(du)(du)通(tong)常都比(bi)較高(gao)(gao)，允許的(de)偏差一(yi)般都在0.01～0.00lmm之間。

（3）快(kuai)(kuai)速(su)(su)響應性好：快(kuai)(kuai)速(su)(su)響應性是伺服系統(tong)動態品質的(de)標志之(zhi)一，即(ji)要(yao)(yao)求跟蹤指令信(xin)號的(de)響應要(yao)(yao)快(kuai)(kuai)，一方(fang)面(mian)要(yao)(yao)求過(guo)渡過(guo)程時間短，一般在200ms以內，甚至小(xiao)于幾十毫秒(miao)；另一方(fang)面(mian)，為滿足超(chao)調(diao)要(yao)(yao)求，要(yao)(yao)求過(guo)渡過(guo)程的(de)前沿陡，即(ji)上升(sheng)率(lv)要(yao)(yao)大。

2.伺服系統的主要特點

（1）精確(que)的檢測裝置：以(yi)組成速(su)度(du)和位(wei)置閉環控制。

（2）有多種反(fan)饋比較(jiao)原(yuan)理(li)與方法：根據檢測裝置實現信息(xi)反(fan)饋的原(yuan)理(li)不(bu)同(tong)，伺服系(xi)統反(fan)饋比較(jiao)的方法也不(bu)相(xiang)同(tong)。目(mu)前常用的有脈沖比較(jiao)、相(xiang)位比較(jiao)和幅(fu)值比較(jiao)3種。

（3）高(gao)性能(neng)的(de)伺服電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)（簡(jian)稱伺服電(dian)機(ji)(ji)）：用(yong)于高(gao)效和(he)復雜(za)型面加工的(de)數控機(ji)(ji)床，伺服系統將經常處于頻繁的(de)啟動(dong)(dong)和(he)制動(dong)(dong)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)。要求電(dian)機(ji)(ji)的(de)輸(shu)出力(li)矩與轉(zhuan)動(dong)(dong)慣量的(de)比值(zhi)大(da)，以(yi)產(chan)生足夠(gou)大(da)的(de)加速或制動(dong)(dong)力(li)矩。要求伺服電(dian)機(ji)(ji)在(zai)低(di)速時有足夠(gou)大(da)的(de)輸(shu)出力(li)矩且運(yun)轉(zhuan)平穩，以(yi)便在(zai)與機(ji)(ji)械運(yun)動(dong)(dong)部分連接中(zhong)(zhong)(zhong)盡(jin)量減(jian)少中(zhong)(zhong)(zhong)間環節。

（4）寬(kuan)調速范圍的(de)速度調節系(xi)(xi)統(tong)(tong)，即速度伺(si)(si)服系(xi)(xi)統(tong)(tong)：從系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)結構看，數(shu)控(kong)(kong)機床的(de)位置閉環系(xi)(xi)統(tong)(tong)可看作是(shi)位置調節為外(wai)環、速度調節為內環的(de)雙閉環自動(dong)(dong)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，其內部的(de)實(shi)際工作過(guo)程(cheng)是(shi)把位置控(kong)(kong)制(zhi)輸入(ru)轉換成相應(ying)的(de)速度給定(ding)信號后，再通過(guo)調速系(xi)(xi)統(tong)(tong)驅(qu)動(dong)(dong)伺(si)(si)服電機，實(shi)現(xian)實(shi)際位移。數(shu)控(kong)(kong)機床的(de)主運動(dong)(dong)要求(qiu)(qiu)調速性能(neng)也比較高，因(yin)此要求(qiu)(qiu)伺(si)(si)服系(xi)(xi)統(tong)(tong)為高性能(neng)的(de)寬(kuan)調速系(xi)(xi)統(tong)(tong)。

在數控機床(chuang)上，伺(si)服(fu)(fu)調控系統(tong)(tong)是(shi)其不可缺少的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分。其任務是(shi)把(ba)數控信息轉化為(wei)機床(chuang)進給運動(dong)，從(cong)而(er)實現精準(zhun)控制。伺(si)服(fu)(fu)系統(tong)(tong)在一些(xie)自(zi)動(dong)化機械(xie)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣泛，特(te)別(bie)是(shi)在自(zi)動(dong)化生產發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)大趨勢情況下，伺(si)服(fu)(fu)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)顯得越發(fa)(fa)重要(yao)。當前，我國正在推動(dong)工(gong)業(ye)制造業(ye)的(de)(de)(de)(de)自(zi)動(dong)化進程，這個過程中(zhong)需要(yao)大量的(de)(de)(de)(de)工(gong)業(ye)機器人及機床(chuang)設(she)備(bei)，在這些(xie)設(she)備(bei)中(zhong)伺(si)服(fu)(fu)系統(tong)(tong)在整體控制方面有非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。

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