伺服驅(qū)動系統(tǒng)（Servo System）簡稱伺服系統(tǒng)，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉(zhuǎn)動慣量.（ 使用在機電系統(tǒng)中的伺服電機的轉(zhuǎn)動慣量較大，為了能夠和絲杠等機械部件直接相連。伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統(tǒng)中時，必須加減速裝置。 交流伺服運動系統(tǒng)的組成如圖1和圖2所示。圖中的驅(qū)動器和電機構(gòu)成通常所說的交流伺服系統(tǒng)，而交流伺服運動系統(tǒng)的涵義更廣泛，它還包括控制器、傳感器、電磁鐵等部件，協(xié)調(diào)完成特定的運動軌跡或工藝過程。 圖1 交流伺服運動系統(tǒng)的集中控制結(jié)構(gòu) 圖2 交流伺服運動系統(tǒng)的分布控制結(jié)構(gòu) 集中控制結(jié)構(gòu) 圖1所示的是交流伺服運動系統(tǒng)的集中控制結(jié)構(gòu)。圖中交流電機的傳感器通常為電流、位置、速度和溫度等傳感器，作為電機控制算法的輸入量，運動機構(gòu)的傳感器取決于工藝過程的控制量，可以是位置、溫度、壓力、張力、流量、光等傳感器。執(zhí)行元件可以是交流電機，也可以是電磁鐵、電磁閥等。控制器多采用工控機、可編程邏輯控制器(plc)，或以單片機、DSP、ARM等微控制器為核心，配上鍵盤、旋鈕、磁盤或通訊接口接受操作命令，數(shù)碼管、液晶顯示器件顯示工作參數(shù)，燈光和聲響裝置作為報警和提示之用。 集中式控制系統(tǒng)中，工藝軟件或應用軟件固化在控制器中，對接收到的命令信號及傳感器信號進行運算、判斷，以數(shù)字量或模擬量控制驅(qū)動器或功率開關(guān)，主、輔運動機構(gòu)在交流電機及執(zhí)行元件的驅(qū)動下完成特定運動。除控制器外，其它部件間沒有電信號方面的聯(lián)系，所有控制信號都來自控制器。 集中式控制結(jié)構(gòu)適用于簡單的系統(tǒng)，以及比較成熟的驅(qū)動器和電機。簡單系統(tǒng)中，驅(qū)動器中無微處理器，或微處理器的功能不足以勝任控制器的功能。對成熟的驅(qū)動器，其與控制器的接口比較方便，參數(shù)設置簡潔，通用性強，用戶只需正確選擇驅(qū)動器和電機，開發(fā)自己的控制器，加快研發(fā)和產(chǎn)品化過程。這種結(jié)構(gòu)對控制器的實時性要求較高，應具有強大的數(shù)據(jù)處理能力、豐富的輸入輸出口、適當?shù)闹袛喙δ芎投〞r器。 分布式控制結(jié)構(gòu) 圖2所示的是分布式控制結(jié)構(gòu)。與圖1不同的是控制器和驅(qū)動器的功能發(fā)生了變化。控制器只起接受命令和顯示工作參數(shù)的作用，以通訊方式與驅(qū)動器相連，工藝軟件下移到驅(qū)動器中，驅(qū)動器不僅控制伺服電機，還要根據(jù)傳感器信號和通訊獲得的命令去控制功率開關(guān)。 分布式控制結(jié)構(gòu)適合于特種或新型系統(tǒng)的開發(fā)，驅(qū)動器中微處理器的功能較強，方案總設計者可在控制器和驅(qū)動器的兩片微處理器間靈活分配功能，對控制器的要求降低很多，系統(tǒng)緊湊。一旦開發(fā)成功，就會形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，系統(tǒng)價格可以降低，針對性強，獲得同類應用領域較大的市場份額。從事分布式系統(tǒng)的開發(fā)人員應包括電機、驅(qū)動、控制、機械和應用工藝等方面的人員。 |
