Imtoken国际版官网下载苹果|伺服系统

作者： Imtoken国际版官网下载苹果

2024-03-17 06:57:13

伺服系统（自动控制系统）_百度百科

（自动控制系统）_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心伺服系统是一个多义词，请在下列义项上选择浏览（共4个义项）添加义项收藏查看我的收藏0有用+10伺服系统播报讨论上传视频自动控制系统本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。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。 [1]中文名伺服系统外文名servomechanism别名随动系统作用反馈控制系统目录1基本释义2主要作用3发展历史4我国现状5主要分类6性能要求7主要结构8主要特点9主要参数10典型机型11发展趋势12主要应用基本释义播报编辑伺服系统是指利用某一部件(如控制杆)的作用能使系统所处的状态到达或接近某一预定值,并能将所需状态(所需值)和实际状态加以比较,依照它们的差别(有时是这一差别的变化率)来调节控制部件的自动控制系统。 [2]主要作用播报编辑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。发展历史播报编辑伺服系统驱动装置(11张)伺服（Servo）是ServoMechanism一词的简写，来源于希腊，其含义是奴隶，顾名思义，就是指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，而其中的运动要素包括位置、速度和力矩等物理量。回顾伺服系统的发展历程，从最早的液压、气动到如今的电气化，由伺服电机、反馈装置与控制器组成的伺服系统已经走过了近50个年头。如今，随着技术的不断成熟，交流伺服电机技术凭借其优异的性价比，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。交流伺服系统技术的成熟也使得市场呈现出快速的多元化发展，并成为工业自动化的支撑性技术之一。我国现状播报编辑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。主要分类播报编辑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。性能要求播报编辑对伺服系统的基本要求有稳定性、精度和快速响应性。稳定性好：作用在系统上的扰动消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行或者在输入指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力，在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态；精度高：伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。作为精密加工的数控机床，要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高，允许的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之间；快速响应性好：有两方面含义，一是指动态响应过程中，输出量随输入指令信号变化的迅速程度，二是指动态响应过程结束的迅速程度。快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一，即要求跟踪指令信号的响应要快，一方面要求过渡过程时间短，一般在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面，为满足超调要求，要求过渡过程的前沿陡，即上升率要大。节能高：由于伺服系统的快速相应，注塑机能够根据自身的需要对供给进行快速的调整，能够有效提高注塑机的电能的利用率，从而达到高效节能。主要结构播报编辑伺服系统主要由三部分组成：控制器，功率驱动装置，反馈装置和电动机。控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为系统的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机之上，调节电动机转矩的大小，另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。主要特点播报编辑1、精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制；2、有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种；3、高性能的伺服电动机(简称伺服电机)：用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节；4、宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。主要参数播报编辑衡量伺服系统性能的主要指标有频带宽度和精度。频带宽度简称带宽，由系统频率响应特性来规定，反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大，快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大，带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫，大型设备伺服系统的带宽则在1～2赫以下。自20世纪70年代以来，由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，使带宽达到50赫，并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此，在伺服系统中必须采用高精度的测量元件，如精密电位器、自整角机、旋转变压器、光电编码器、光栅、磁栅和球栅等。此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，例如将测量元件（如自整角机）的测量轴通过减速器与转轴相连，使转轴的转角得到放大，来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。典型机型播报编辑伺服系统20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较：主要优势：1、无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低；2、定子绕组散热比较方便；3、惯量小，易于提高系统的快速性；4、适应于高速大力矩工作状态；5、同功率下有较小的体积和重量。主要劣势：1、永磁交流伺服系统采用了编码器检测磁极位置，算法复杂；2、交流伺服系统维修比较麻烦，因为电路结构复杂；3、交流伺服驱动器可靠性不如直流伺服，因为板件太过于精密。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行。高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。发展趋势播报编辑现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制；采用新型功率半导体器件、高性能DSP加FPGA、以及伺服专用模块也不足为奇。国际厂商伺服产品每5 年就会换代，新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法则日新月异，总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些最新发展趋势： [3]高效率化：尽管这方面的工作早就在进行，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计，也包括驱动系统的高效率化，包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。直接驱动：直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。高速、高精、高性能化：采用更高精度的编码器（每转百万脉冲级），更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的指标提高。一体化和集成化：电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机（Smart Motor），有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战（如可靠性）和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。通用化：通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下,方便地设置成V/F 控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。智能化：现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。网络化和模块化：将现场总线和工业以太网技术、甚至无线网络技术集成到伺服驱动器当中，已经成为欧洲和美国厂商的常用做法。现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准竞争的焦点就是如何适应高性能运动控制对数据传输实时性、可靠性、同步性的要求。随着国内对大规模分布式控制装置的需求上升，高档数控系统的开发成功，网络化数字伺服的开发已经成为当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通讯模块之间的组合方式，而且指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用。从故障诊断到预测性维护：随着机器安全标准的不断发展，传统的故障诊断和保护技术（问题发生的时候判断原因并采取措施避免故障扩大化）已经落伍，最新的产品嵌入了预测性维护技术，使得人们可以通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势，并采取预防性措施。比如：关注电流的升高，负载变化时评估尖峰电流，外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器，以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。专用化和多样化：虽然市场上存在通用化的伺服产品系列，但是为某种特定应用场合专门设计制造的伺服系统比比皆是。利用磁性材料不同性能、不同形状、不同表面粘接结构（SPM）和嵌入式永磁（IPM）转子结构的电机出现，分割式铁芯结构工艺在日本的使用使永磁无刷伺服电机的生产实现了高效率、大批量和自动化，并引起国内厂家的研究。小型化和大型化：无论是永磁无刷伺服电机还是步进电机都积极向更小的尺寸发展，比如20，28，35mm 外径；同时也在发展更大功率和尺寸的机种，已经看到500KW永磁伺服电机的出现，体现了向两极化发展的倾向。发展方向：随着生产力不断发展，要求伺服系统向高精度、高速度、大功率方向发展。1、充分利用迅速发展的电子和计算机技术，采用数字式伺服系统，利用微机实现调节控制，增强软件控制功能，排除模拟电路的非线性误差和调整误差以及温度漂移等因素的影响，这可大大提高伺服系统的性能，并为实现最优控制、自适应控制创造条件；2、开发高精度、快速检测元件；3、开发高性能的伺服电机（执行元件）。交流伺服电机的变速比已达1∶10000，使用日益增多。无刷电机因无电刷和换向片零部件，加速性能要比直流伺服电机高两倍，维护也较方便，常用于高速数控机床。主要应用播报编辑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。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

伺服电机基本概念解析：伺服系统组成及其控制原理_伺服系统设计原理-CSDN博客

伺服电机基本概念解析：伺服系统组成及其控制原理

田凫。

已于 2023-10-29 14:35:30 修改

阅读量5.4w

1.2k

点赞数

224

分类专栏：

运动控制

文章标签：

控制器

伺服

自动控制

pid

于 2020-04-07 15:11:44 首次发布

本文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45263626/article/details/105358762

版权

运动控制

专栏收录该内容

14 篇文章

136 订阅

订阅专栏

本文将永久处于维护序列，如您对文章内容有所疑问，还请提出，共同探讨。 -2021.8.25

参考文献 [1] 向晓汉, 宋昕. 变频器与步进/伺服驱动技术完全精通教程[M]. 第1版. 北京:化学工业出版社, 2015b. [2] 梁森, 欧阳三泰, 王侃夫. 自动检测技术及应用[M]. 第3版. 北京:机械工业出版社此外还参考了一些伺服品牌的使用手册。

原名：伺服系统组成：伺服电机及伺服驱动器概述与控制原理（三环控制）

—— 注意：伺服系统既可以是开环控制方式，也可以是闭环控制方式。本文按后者叙述。

1伺服系统简述

“伺服（Servo）”——词源于希腊语“奴隶”，意即“伺候”和“服从”。人们想把“伺服机构”当成一个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作：在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统（servomechanism）。

伺服系统指经由闭环控制方式达到对一个机械系统的位置、速度和加速度的控制。

一个伺服系统的构成包括被控对象、执行器和控制器（负载、伺服电动机和功率放大器、控制器和反馈装置）。

执行器的功能在于提供被控对象的动力，其构成主要包括伺服电动机和功率放大器，伺服电动机包括反馈装置如光电编码器、旋转编码器或光栅等（位置传感器）。控制器的功能在于提供整个伺服系统的闭环控制如转矩控制、速度控制、位置控制等，伺服驱动器通常包括控制器和功率放大器。反馈装置除了位置传感器，可能还需要电压、电流和速度传感器。

下图为一般工业用伺服系统的组成框图，其中红色为伺服驱动器组成部分，黄色为伺服电机组成部分。

运动控制（Motion Control，MC）起源于早期的伺服控制。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。

2伺服电机

从基本理论上讲，微特电机与普通电机没有本质区别，其主要作用是完成控制信号的传递和转换，注重高精度和快速响应。微特电机分为驱动微电机和控制电机，驱动微电机在电力拖动系统中作为执行机构使用，伺服电机即为驱动微电机。

2.1伺服电机的反馈装置

交流伺服电动机的运行需要角度位置传感器，以确定各个时刻转子磁极相对于定子绕组转过的角度，从而控制电动机的运行。伺服系统常用的检测元件以光电编码器最为常见。光电编码器在交流伺服电动机控制中起了三个方面的作用：

提供电动机定、转子之间相互位置的数据通过角编码器测速，提供速度反馈信号提供传动系统角位移信号，作为位置反馈信号

增量式编码器与绝对式编码器

编码器（encoder）的转轴与被测旋转轴连接，随被测轴一起转动，能够将被测轴的角位移转成二进制编码或一串脉冲，对应于绝对式编码器和增量式编码器。

增量式：每转过单位的角度就发出一个脉冲信号；绝对式：对应一圈，运动部件的每一运动位置都有一个对应的编码，常以多位二进制码来表示，通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。

需要注意的是，绝对式编码器有单圈式和多圈式之分：

单圈绝对式仅记录1圈内位置。其光电码盘转动超过360°时，编码器回到原点，因此只能用于旋转范围360°以内的测量；多圈绝对式记录圈数和1圈内位置。旋转圈数可由靠锂电池驱动的寄存器保存，也可采用类似钟表的齿轮结构来记忆圈数，前者被称作“假绝对”，后者则被称之为“真绝对”。多圈绝对式对圈数存在限制，超出时将产生多圈计数溢出故障（部分伺服产品支持模数模式，则可能对该故障进行屏蔽）。多圈绝对式可作为单圈绝对式使用。

绝对式编码器最重要的特点在于具备掉电保持功能，即使断电之后再重新上电，也能读出当前位置的绝对编码数据，且掉电时即使对轴进行移动，相关值也将被记录，但对移动的圈数但存在限制（下述资料取自四门子V90，不确定能否推广至其它品牌）：单圈绝对式编码器断电后电机移动超过半圈后会导致位置丢失；多圈绝对式编码器断电后电机移动超过2048圈后会导致位置丢失。从这一角度来说，若搭载单圈绝对式编码器的伺服电机所驱动的机构其行程若超过一圈，则实质效果同增量式编码器无异（都记不住位置）。

编码器和电流环没有任何联系，它的采样来自于电机的转动。

编码器相关名词

编码器线数即增量式码盘刻线数，其值等于编码器一转所发出的脉冲数，例如2500线表示转一圈需要发送2500个脉冲。这说明伺服电机转一圈所需脉冲数是固定的，且与电机自带编码器参数相关。严格来讲，伺服电机一转所需上位机发送脉冲数与编码器线数和电子齿轮比有关。编码器位数其概念来源于绝对式编码器，例如17位（17B）、20位（20B）等，其数值含义见下：摘自台达PPT，千万注意160000p/r和2^17之间的区别，依据型号不同，一圈所需脉冲数可能为前者，也可能是后者。

p/s or pps : pluse per second 秒脉冲 p/r or ppr : pulse per revolution 每转所需脉冲数

编码器的ABZ相 A相、B相、Z相旋转输出脉冲电压，三相脉冲各自独立，A相和B相脉冲量相等，但是A相和B相之间存在一个90°（电气角的一周期为360°）的电气角相位差，可以根据这个相位差来判断编码器旋转的方向是正转还是反转，正转时，A相超前B相90°先进行相位输出，反转时，B相超前A相90°先进行相位输出。Z相为一圈一个脉冲电压。编码器线制：是与编码器线数完全不同的概念，指编码器接线数，如下图为5线制编码器接线图：

2.2倍频

注意：只有增量式编码器具备倍频功能。绝对式码盘在任意位置都可给出与位置相对应的数字转角输出量，不存在四倍频的问题。

方波输出有两种，单相编码器输出一相脉冲，正交编码器输出两相相位相差90度的脉冲（在0度、90度、180度、270度相位角,这四个位置有上升沿和下降沿）。编码器计数的时候可以只记上升沿（无倍频），单相脉冲记上升沿和下降沿（2倍频）；正交脉冲记所有上升沿就是2倍频，记所有上升和下降沿就是4倍频（方波最多只能做到4倍频）。以正交编码器为例，4倍频的意义在于在1/4T方波周期就可以有方向变化的判断，这样1/4的T周期就是最小测量步距，通过电路对于这些上升沿与下降沿的判断,可以4倍于PPR读取位移的变化,这就是方波的四倍频。这种判断，也可以用逻辑来做，0代表低，1代表高，A/B两相在一个周期内变化是0 0，0 1，1 1，1 0 。这种判断不仅可以4倍频，还可以判断移动方向。从经济性来讲，采用倍频电路可以有效提高分辨率，而不增加旋转编码器的光栅数，从而减少旋转编码器的制作难度和成本。

举例：如果电机装了一个2500线编码器，则在不倍频的情况下，电机每转一圈可输出2500个脉冲；如果经过4倍频电路处理，则可以得到一圈10000个脉冲的输出，电机一圈为360°，所以每个脉冲代表的位置为360°/10000，相比360°/2500, 分辨率提高4倍。需要注意的是，四倍频2500线增量式编码器转一圈同样需要输入10000个脉冲。

2.3电机刚性与负载惯量比

电机刚性

电机刚性（与柔性相对，刚性亦称作硬度）就是电机轴抗外界力矩干扰的能力，即电机转子的自锁能力。在伺服设置中，可以设定刚性等级，通常根据惯量比以及传动连接方式大致估测。刚性与响应速度有关，一般情况下，刚性高的机械可通过提高伺服增益来提高响应性能：刚性越强，对应的速度环增益越大，其响应速度也越高，但是过高容易让电机产生共振，无法提高响应性能，其现象为：在定位命令结束后，即使电机本身已经接近静止，机械传动端仍会出现持续摆动。因此有高响应需求的场合需要刚性较高的机械以避免机械共振。注意这里的机械刚性指机械的动态刚性，即机床抵抗受迫振动的能力大小。

在伺服应用中，用联轴器来连接电机和负载，就是刚性连接；而用同步带或者皮带来连接电机和负载，就是柔性连接。

从控制器角度看的话，刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数组，它的大小决定机械的一个响应速度。

响应时间：电气系统的响应时间，即给定一个位置、速度、转矩指令，到电机运行至该位置、速度、转矩的时间。对响应速度和刚性关系的具体解释：在位置模式下，用力让电机偏转，如果伺服系统的响应速度够快，当伺服系统刚刚检测到偏差就立即输出一个较大的反向力，则电机偏转角度较小，说明伺服系统刚性较强。

机械共振

机床上的振动可以视为共振。所谓共振就是机床的固有频率与振源的频率相等。在机床系统中，振源就是伺服电动机。当伺服电动机的运行频率与机床机械系统的固有频率相等时，就发生共振。消振即消除机械共振，消振的方法就是使伺服电动机的运行频率避开机床系统的固有频率。避开的方法就是使用各种滤波器过滤掉共振频率，如陷波滤波器、低通滤波器、高通滤波器等，使伺服电动机以非共振频率工作。

转动惯量与转矩的关系

惯性是物体的一种固有属性，惯量是惯性大小的量度。对于绕轴旋转的刚体，其惯性量度称为转动惯量，单位为kg·m²。对于一个质点，其转动惯量公式为：

I=mr^2

I=mr2 式中： I：转动惯量 M：质量 r：质点和转轴的垂直距离

转动惯量与转矩（Nm）存在对应关系，用公式表达为：

M=Iβ

M=Iβ 式中： M：转矩 I：转动惯量 β：加速度

由上式可知计算所需电机转矩时需要参考运动轴的转动惯量。

计算负载惯量的目的就是为计算加/减速转矩。任何旋转物体均有惯量存在，惯量大小直接反应旋转时加/减速所需转矩大小及时间长短。因此选用电机时必须计算出电机的负载惯量，才能据此选择所需电机的规格。如若选定的电机无法在希望的加速时间到达预定转速，必定是电机输出转矩不符合负载的需求，须加大电机的输出转矩。

关于力矩、转矩和扭矩

力矩：力对刚体转动的影响，不仅与力的大小和方向有关，还与力相对于转矩的位置有关，为了描述力对刚体转动的作用，需要引入力对转轴的力矩这一新的物理量。转矩：转矩即转动力矩，一般指旋转的物体所受到的力矩。扭矩：任何元件在转矩的作用下，必定产生某种程度的扭转变形，因此习惯上又常把转动力矩叫扭转力矩，简称扭矩。

负载惯量比

负载惯量比是负载惯量与伺服电动机轴惯量之比的简称。电机惯量指的是转子本身的惯量（即转动惯量，只跟转动半径和物体质量有关），分为大、中、小惯量，从响应角度来讲，电机的转子惯量应小为好；从负载角度来看，电机的转子惯量越大越好。负载惯量由工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到电机轴上的惯量组成（即机械负载总惯量）。适用负载惯量通常小于伺服电机惯量的 5 倍，一般负载惯量超过电机转子惯量的10倍，可以认为惯量较大。

负载惯量比

负载惯量

电机惯量

负载惯量比 = 负载惯量 / 电机惯量

负载惯量比=负载惯量/电机惯量

电机刚性与负载惯量比之间的关系

负载的转动惯量对伺服电机传动系统的刚性影响很大，两者呈反比，负载惯量比越大，伺服允许的刚性等级越低。固定增益下，伺服刚性相对转动惯量比过高时，易引起机械共振；反之则电机响应速度迟钝。为此需要做到惯量匹配，即设置合适的负载惯量比。一般是要调控制器增益改变系统响应，进而达到惯量匹配；也可以选用刚性较高的机台以避免机械共振（机台具有的容许响应频率）。

在伺服设定时，用户可自行选择刚性等级，伺服驱动器将自动产生一组匹配的增益参数，满足快速性与稳定性的需要，其前置条件为已正确获得负载惯量比。 1~50Hz：低刚性，低响应 51~250Hz：中刚性，中响应 251~550Hz：高刚性，高响应

如何理解伺服电机的刚性和惯量？浅谈刚性、惯量、响应时间及伺服增益调整之间的关系

2.4电子齿轮

基本概念

电子齿轮：简单地说就是用电气控制技术代替机械传动机构。一般来说，电机与驱动机构是直连的，机械结构固定后，传动比也就固定了；利用电子齿轮可以增加传动系统的柔性，提高传动精度。电子齿轮比：电机编码器接收脉冲与上位机发送脉冲之比，可在驱动器或者控制器上设置。由此可知：

例：车床用 10mm 丝杠，电机转动一圈机械移动 10mm，每移动 0.001mm 就需要电机旋转 1/10000 圈（0.001/10），而如果连接 5mm 丝杠（即电机转动一圈机械移动 5mm），且直径编程的话，每 0.001 的位移量就需要 1/5000 转，这时可以用电子齿轮设置，就可以保持脉冲当量不变。

详见：电子齿轮比计算方法

脉冲当量

脉冲当量是指控制器输出一个定位控制脉冲时，所产生的定位控制移动的位移。即单位脉冲的位移。线性运动是指距离，圆周运动是指角度。脉冲当量越小，定位控制的分辨率越高，加工精度也越高。所有的定位控制位移量以脉冲量为单位计算脉冲数。

3伺服系统控制原理

3.1三闭环控制

APR(Automatic Current Regulator)——位置调节器；ASR(Automatic Speed Regulator)——速度调节器；ACR(Automatic Voltage Regulator)——电流调节器；

运动伺服一般都是三环控制系统（串级PID），从内到外依次是电流环、速度环和位置环。电流环反应速度最快，速度环的反应速度必须高于位置环，否则将会造成电机运转的振动或反映不良，即电流环增益值高于速度环增益值，速度环增益值高于位置环增益值。伺服驱动器的设计可尽量确保电流环具备良好的反应性能，故用户只需调整位置环、速度环的增益即可。

似乎有些产品会将电流环称之为模型环，例如三菱等。

第一环为电流环，最内环，此环完全在伺服驱动器内部进行，其PID常数已被设定，无需更改。电流环的输入是速度环PID调节后的输出，电流环的输出就是电机的每相的相电流。电流环的功能为对输入值和电流环反馈值的差值进行PD/PID调节。电流环的反馈来自于驱动器内部每相的霍尔元件。电流闭环控制可以抑制起、制动电流，加速电流的响应过程。

第二环为速度环，中环。速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值。电流环的功能为对输入值和速度环反馈值的差值（即速度差）进行PI调节。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”的计算后得到的。

第三环为位置环，最外环。位置环的输入就是外部的脉冲。位置环的功能为对输入值和位置环反馈值的差值（即滞留脉冲）进行P调节。位置环的反馈来自于编码器反馈的脉冲信号经过“偏差计数器”的计算后得到的。位置调节器APR其输出限幅值是电流的最大值，决定着电动机的最高转速。位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值，由很多因素决定。多环控制系统调节器的设计方法是：从内环到外环，逐个设计各环调节器，使每个控制环都是稳定的，从而保证整个控制系统的稳定性；每个环节都有自己的控制对象，分工明确，易于调整。这种设计的缺点在于对最外环控制作用的响应不会很快。

https://blog.csdn.net/reasonyuanrobot/article/details/96497025?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1 伺服电机三环（电流环、速度环、位置环）控制原理及参数调节

https://www.sohu.com/a/159764872_463998 伺服电机三环控制系统调节方法浅谈

3.2伺服系统的增益参数调整

按照设备需求选择好合适的控制模式后，需要对伺服增益参数进行合理的调整，使得伺服驱动器能快速、准确的驱动电机，最大限度发挥机械性能。伺服增益通过多个参数进行调整，它们之间会相互影响。

关于位置或速度响应频率的选择必须由机台的刚性及应用的场合来决定，一般而言，高频度定位的机台或要求精密加工的机台需要设定较高的响应频率，但设定较高的响应频率容易引发机台的共振，因此有高响应需求的场合需要刚性较高的机台以避免机械共振。在未知机台的容许响应频率时，可逐步加大增益设定以提高响应频率直到共振音产生时，再调低增益设定值。

位置比例增益（KPP）本参数决定位置回路的应答性，KPP 值设定越大位置回路响应频率越高，对于位置命令的追随性越佳，位置误差量越小，定位整定时间越短，但是过大的设定会造成机台产生抖动或定位会有过冲（Overshoot）的现象。位置前馈增益（PFG）可降低位置误差量并缩短定位的整定时间，但过大的设定容易造成定位过冲的现象。速度比例增益（KVP）本参数决定速度控制回路的应答性，KVP 设越大速度回路响应频率越高，对于速度命令的追随性越佳，但是过大的设定容易引发机械共振。速度回路的响应频率必须比位置回路的响应频率高 4~6 倍，当位置响应频率比速度响应频率高时，机台会产生抖动或定位会有过冲（Overshoot）的现象。速度积分时间常数（KVI） KVI 越大对固定偏差消除能力越佳，过大的设定容易引发机台的抖动。

3.3控制方式

伺服的控制方式有3种，分别是位置控制、速度控制和转矩控制。不同控制方式下执行的环控制有所不同。

转矩控制：是指伺服驱动器仅对电机的转矩进行控制速度控制：是指驱动器仅对电机的转速和转矩进行控制位置控制：是指驱动器对电机的转速、转角和转矩进行控制

1、转矩控制（电流环/单环控制）：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。主要应用于需要严格控制转矩的场合，在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。单环控制难以满足伺服系统的动态要求，一般不采用。

2、速度控制（速度环、电流环/双环控制）：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制。速度控制包含了速度环和电流环。任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的跟本。　　 3、位置控制（三环控制）：伺服中最常用的控制。位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度（称之为脉冲伺服）；也有些伺服可以通过总线通讯方式直接对速度和位移进行赋值（称之为总线伺服）。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。位置控制模式下系统进行了所有 3 个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。

http://www.elecfans.com/kongzhijishu/sifuyukongzhi/522696.html 伺服驱动器的工作原理及其控制方式

4伺服系统的设计

根据伺服电动机的种类，伺服系统可分为直流和交流两大类。采用电流闭环控制后，二者具有相同的控制对象数学模型。因此可用相同的方法设计交流或直流伺服系统。

对于闭环伺服控制系统，常用串联校正或并联校正方式进行动态性能的调节。校正装置串联配置在前向通道的校正方式称为串联校正，一般把串联校正单元称作调节器，所以又称调节器校正；若校正装置与前向通道并行，称为并联校正。

4.1调节器校正

常用的调节器有PD调节器、PI调节器和PID调节器。设计中根据实际伺服系统的特征进行选择。

附录1 伺服电动机与其它电动机的辨析

伺服电动机与普通电动机的区别

普通电动机（有刷）多运行于开环控制，伺服电动机运行于闭环控制。伺服电动机动态性高伺服电动机启动转矩大、调速范围宽伺服电动机结构紧凑伺服电动机定子散热方便

伺服电动机与舵机的区别舵机相当于简化版的完整的伺服系统。伺服电机都是三环控制，即电流环、速度环、位置环；舵机只检测位置环（一般用电位器）。

伺服电动机与步进电动机的区别

步进电机多运行于开环控制，伺服电动机运行于闭环控制。（使用步进电机的场合，要么不需要位置反馈，要么在其他设备上进行位置反馈）伺服电机控制精度和定位高于步进电机伺服电机低频特性好，过载能力大，响应时间短伺服电机调速范围大于步进电动机步进电机只能接受脉冲信号，二私服电动机可以接受模拟信号、脉冲信号和总线通信信号

伺服电机和步进电机常被搞混，二者外形相似，区别点在于伺服电机尾部的反馈装置；此外步进电机一般都是一个引出线端，伺服电机由于带编码器所以有2个引线输出端（编码线和动力线）。推荐阅读步进电机、伺服电机、舵机的原理和区别？

更新记录

2021.9.4 对全文结构进行调整，更新了“绝对式编码器”部分、“电机刚性”部分与“负载惯量比”部分。本文访问量已突破1W+，感谢各位抬爱。

本文发布之日其至21年8月以前零星更新

优惠劵

田凫。

关注

224

踩

1256

觉得还不错?

一键收藏

知道了

伺服电机基本概念解析：伺服系统组成及其控制原理

伺服系统（servomechanism）指经由闭环控制方式达到对一个机械系统的位置、速度和加速度的控制。一个伺服系统的构成包括被控对象、执行器和控制器。伺服系统既可以是开环控制方式，也可以是闭环控制方式。本文按后者叙述。

复制链接

扫一扫

专栏目录

很详细的伺服电机讲解PPT

05-07

结合图片详细讲解伺服电机工作原理，选型，使用方式。

伺服电机及其控制原理

01-16

TPM基础知识的培训素材，共66页ppt，详细介绍了伺服系统的组成和分类、伺服电机的原理和特点以及伺服控制器。

17 条评论

您还未登录，请先

后发表或查看评论

交流伺服电机的工作原理

03-19

交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度

伺服电机原理

04-12

伺服电机原理，讲述伺服电机的原理和应用。尤其对新手很有借鉴意义

伺服控制、步进控制和变频控制原理及区别

jk_101的博客

03-14

1237

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。4. 运行性能不同步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。

伺服控制系统

魂淡林的博客

05-23

8434

1.定义伺服来自英文单词“servo”，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系统包括驱动器伺服电机、反馈装置和控制器。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标值（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。伺服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...

伺服驱动器的接线与基本控制

什么是伺服？如何实现伺服控制？ - 知乎

什么是伺服？如何实现伺服控制？ - 知乎切换模式写文章登录/注册什么是伺服？如何实现伺服控制？工控小荣荣久PLC编程培训学院伺服控制，即为满足某种目的，对产生的运动和对物体的运动进行控制的人类活动。所谓伺服控制指对物体运动的位置、速度及加速度等变化量的有效控制。这种控制已在各领域得到普及。伺服控制系统则指的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，大致上可分为下列几项：1、指令部分：动作指令信号的输出装置2、驱动部分：接收指令部分的输出，并驱动执行机构(比如电机)动作的装置3、反馈部分：检测执行结构或者负载状态的装置4、执行机构：接收驱动部分的输出信号产生转力矩、位置等状态伺服内部结构：控制方式一般伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。1、速度控制速度环框图1）速度制即电机按照给定的速度指令进行运转。2）速度控制的应用场合相当广泾用场合有：需要快速响座的连续调速系统；由上位闭环的定位系统；需要多栏速度进行快速切换的系统。3）通常伺服的速度给定为模拟量，即模拟量幅值的大小决定了给定速度的大小，正负决定电机应关系取决于速度指令增益（Pn300）。注意事项1）速度环增益Pn102，通常是设定高一些以使得整个系统响应快一些，电机刚性也会增强。但是增益大了可能导致系统振动。一般负载惯量大的场合该参数设得大一些。2）速度环积分时间Pn103，它的作用是消除静差，数值设得越大响应越慢，到达指令时间越长。通常负载惯量越大，积分时间应设定得越大。3）上位机作闭环时，应尽量不要设置软起动减速时间参数Pn306、Pn307。4）若没有上位机作闭环，希望通过模拟量来使得电机完全停止，则必须采用零钳位或比例控制。5）用上位机作位置闭环时，模拟量不能自动调零。2、转矩控制1）非速度控制，控制输岀的转矩即为典型转矩控制。2）常使用于张力控制等场合3）输入为模拟量，模拟量大小与转矩大小的关系取决于转矩指令增益。4）举例：假定用户设定Pn400是100，则表明若输入10ν的模拟量时电机输出转矩可以达到其额定转矩的100%。注意事项1）转矩控制首先应注意限制电机转速，电机转速可以用模拟量进行限制，也可以通过设置参数来限制转速。2）转矩指令增益Pn400数值设定越小，相同模拟量对应的转矩越大。3、位置控制位置环框图位置控制普遍应用在各种定位场合，可以直接替换各种步进传动系统。一般情况下伺服通过接受脉冲来进行位置控制，脉冲的个数决定了位置，脉冲的频率决定了电机运行的速度。一个脉冲对应的位置当量，取决于机械结构和电子齿轮。注意事项1、每一个点位的位移由两个参数组成，实际编程的位移是由两个参数的代数和组成，注意两个参数的单位。2、注意搜索参考点的速度，若速度过大可以设定软起动加减速，以减小对机械的冲击。3、点位控制中,1CN可以不接任何输入、输岀即可实现。4、目前只能顺序换步。5、用户可以通过触摸屏和伺服通过Modbus协议进行通讯，进而可以通过触摸屏修改位置、速度等。三种控制方式对比：如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。发布于 2019-04-19 16:47伺服电机伺服系统可编程逻辑控制器（PLC）赞同 43添加评论分享喜欢收藏申请

"伺服"是什么意思呢？看完才明白！ - 知乎

"伺服"是什么意思呢？看完才明白！ - 知乎首发于精密运动控制切换模式写文章登录/注册"伺服"是什么意思呢？看完才明白！Carlos运动测控领域顶尖的技术和最新的解决方案。关于伺服、伺服驱动器、伺服电机、伺服系统，很多人都不是怎么清楚了解的，就算是与伺服相关的工作人员，大多也是对伺服一知半解。真要说理解的很深刻，还是感觉不到。那什么是伺服呢?其实，伺服就是一个性能上的名词，一般只要主令和控制结果的近似达到一定高度时就能称为伺服，这和机器的结构没有直接的关系。这是为了精确控制电机，而专门研发出“伺服”这样的一种系统。其实，伺服系统也不一定是电机系统，有的气动系统也称之为气动伺服。定义：（1）伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出，能够跟随输入量（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。（2）在自动控制系统中，能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统，亦称伺服系统。伺服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、速度和位置控制得非常灵活方便。1.3 伺服系统的分类及组成伺服系统按系统结构可分为开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环系统、复合控制系统。具有反馈的闭环自动控制系统由位置检测部分、偏差放大部分、执行部分及被控对象组成。1.4 伺服系统的性能要求伺服系统必须具备可控性好，稳定性高和适应性强等基本性能。说明一下，可控性好是指讯号消失以后，能立即自行停转；稳定性高是指转矩随转速的增加而均匀下降；适应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。1.5 伺服系统的种类通常根据伺服驱动机的种类来分类，有电气式、油压式或电气—油压式三种。伺服系统若按功能来分，则有计量伺服和功率伺服系统；模拟伺服和功率伺服系统；位置伺服和加速度伺服系统等。电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。伺服系统其主要是由上位机、伺服放大器、电机、驱动器、指令机构等部分构成。上位机：给伺服指令。伺服放大器：接收并处理上位机的指令，控制电机转动角度和速度。伺服电机是执行机构， (伺服电机自带的编码器把电机旋转的角度和速度反馈给伺服放大器，构成闭环，从而确保精度。)驱动器是电机的功率电源，而指令机构是发脉冲或者给速度伺服驱动器的。看到这里可能很多人都会觉得奇怪吧。为什么要做这么复杂的一个系统?这不就是控制个电机而已嘛?其实这就得引入电机应用、原理以及发展等一些信息啦。人类早期就设计出了很多的电机品种和类别，因各自的优特点而存在相当长的一段时间，但它们固有的缺点已日渐不能满足人类所需。伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。电机是运用电磁原理，通电线圈在磁场环境产生作用力作用而转动的一种电子产品。伺服就是在变频的技术上发展出来的更进一步产品，其通过电机屁股上安装编码器反馈信息，驱动器内部的CPU再结合这个反馈信息生成控制三相电流输出的脉冲，从而实现伺服电机的精确控制。声明：本文转自WINWIN双赢，如有侵权，请联系删除。发布于 2019-11-06 15:50伺服系统运动控制伺服电机赞同 1429 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录精密运动控制精密运动控制

伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！ - 知乎

伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！ - 知乎首发于工控学习笔记切换模式写文章登录/注册伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！工控拖拖工控民工，开始搬砖了！一、什么是伺服系统呢？及其三种控制方式。以物体的位置、方向、速度等为控制量，以跟踪输入给定值的任意变化为目的，所构成的自动化闭环控制系统。伺服系统是具有负反馈的闭环自动化控制系统，由控制器、伺服驱动器、伺服电机和反馈装置组成。伺服系统组成伺服系统有三种控制方式，即转矩控制（电流环）、速度控制（电流环、速度环）、位置控制（电流环、速度环、位置环）。转矩控制：通过外部模拟量的输入或者直接的地址的赋值来设定电机轴对外输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转矩的场合。速度控制：通过模拟量的输入或者脉冲的频率对转动的速度进行控制。位置控制：伺服中最常见的控制，位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，所以一般应用于定位装置。伺服电机的三种控制方式二、伺服电机的三环控制方式的原理大家都知道伺服大家有三种控制方式——转矩、速度、位置，那么这三种控制方式的原理都是什么呢？1、首先是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。2、第二环是速度环，通过检测伺服电机编码器的信号进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置同时控制的系统实际也进行电流（转矩）控制以达到速度和位置的相应控制。3、第三环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和伺服电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或者最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应也最慢。伺服电机的三环控制方式的原理二、影响控制的因素1、速度环主要进行PI（比例和积分），比例就是增益，所以我们要对速度增益和速度积分进行合适的调节才能达到理想的效果。2、位置环主要进行P（比例）调节。对此我们只要设定位置环的比例增益就好了。当进行位置模式需要调节位置环时，最好先调节速度环。位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值，要根据外部负载的机械传动连接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度要求以及电机本身的转子惯量和输出惯量等等多条件来决定，调节的简单方法是在根据外部负载的情况进行大体经验的范围内将增益参数从小往大调，积分时间常数从大往小调，以不出现震动超调的稳态值为最佳值进行设定。三、对于通过Profinet控制伺服系统中，两种不同性能是实时周期通讯RT和IRT概念区分：PROFINET区分两类不同性能的实时周期通讯，一种是实时（RT=Real Time Communication）通讯，主要用于工厂自动化，这一类没有时间同步要求，一般只要求响应时间为 5-10ms。另一种是等时同步实时（IRT=Isochronous Real Time Communication），主要用于有苛刻时间同步要求的场合例如运动控制，电子齿轮。与此对应，PROFINET提供两类实时通讯通道具体分为RT实时通道和IRT实时通道。另外还包括一个标准通讯通道，标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通讯通道,主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。编辑于 2022-05-23 11:59伺服电机电机伺服系统赞同 475 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录工控学习笔记工控路漫漫，唯有夜

伺服控制系统_百度百科

系统_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10伺服控制系统播报讨论上传视频用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。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）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。 [1]中文名伺服控制系统外文名Servocontrol system用途船舶的自动驾驶、火炮控制目录1基本释义2主要指标3结构组成▪比较环节▪控制器▪执行环节▪被控对象▪检测环节4系统分类5技术要求6应用基本释义播报编辑伺服控制系统是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自动控制的操作系统。 [2]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）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。主要指标播报编辑衡量伺服控制系统性能的主要指标系统精度、稳定性、响应特性、工作频率四大方面，特别在频带宽度和精度方面。频带宽度简称带宽，由系统频率响应特性来规定，反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大，快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大，带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫，大型设备伺服系统的带宽则在1～2赫以下。自20世纪70年代以来，由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机，使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，使带宽达到50赫，并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此，在伺服系统中必须采用高精度的测量元件，如精密电位器、自整角机和旋转变压器等。此外，也可采取附加措施来提高系统的精度，例如将测量元件（如自整角机）的测量轴通过减速器与转轴相连，使转轴的转角得到放大，来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。结构组成播报编辑机电一体化的伺服控制系统的结构,类型繁多,但从自动控制理论的角度来分析,伺服控制系统一般包括控制器,被控对象,执行环节,检测环节,比较环节等五部分。 [3]比较环节比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节,通常由专门的电路或计算机来实现。控制器控制器通常是计算机或PID控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作。执行环节执行环节的作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作.机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压,气动伺服机构等。被控对象机械参数量包括位移，速度，加速度，力，和力矩为被控对象。检测环节检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路。系统分类播报编辑伺服系统的分类方法很多,常见的分类方法有以下三种.(1)按被控量参数特性分类.(2)按驱动元件的类型分类.伺服控制系统按所用控制元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统（液压控制系统）和气动伺服系统。(3)按控制原理分类.伺服系统可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。常见的四种伺服控制系统如下：(1) 液压伺服控制系统液压伺服控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。液压伺服控制系统按照偏差信号获得和传递方式的不同分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和电-液控制系统。按照被控物理量的不同,液压伺服控制系统可以分为位置控制、速度控制、力控制、加速度控制、压力控制和其他物理量控制等。液压控制系统还可以分为节流控制(阀控)式和容积控制(泵控)式。在机械设备中,主要有机-液伺服系统和电-液伺服系统。 [4](2) 交流伺服控制系统交流伺服控制系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。除了具有稳定性好、快速性好、精度高的特点外，具有一系列优点。它的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。(3) 直流伺服控制系统交流伺服控制系统的工作原理是建立在电磁力定律基础上。与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流，它们分别控制励磁电流与电枢电流，可方便地进行转矩与转速控制。另一方面从控制角度看，直流伺服的控制是一个单输入单输出的单变量控制系统，经典控制理论完全适用于这种系统，因此，它凭借控制简单，调速性能优异，在数控机床的进给驱动中曾占据着主导地位。(4) 电液伺服控制系统它是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统。以上是我们常用到的四种伺服系统，他们的工作原理和性能以及可以应用的范围都有所区别，各有自己的特点和优缺点。因此在选择或者购买的时候，就需要根据系统的需要以及需要控制的参数和实现的性能，通过计算后在选择合适的产品。技术要求播报编辑1.系统精度伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现,可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面组成。2.稳定性伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后,系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力。3.响应特性响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率.响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度,运动系统的阻尼和质量等。4.工作频率工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围.当工作频率信号输入时,系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时,系统不能正常工作。应用播报编辑伺服控制系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的：① 以小功率指令信号去控制大功率负载。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。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。伺服控制系统新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

伺服电机主要由什么组成？ - 知乎

伺服电机主要由什么组成？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册电机伺服系统伺服电机伺服电机主要由什么组成？关注者4被浏览29,799关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享4 个回答默认排序行行查行业研究数据库关注关于“伺服电机的组成”，小编在行行查 | 行业研究数据库找到了这些资料希望对你有所帮助。伺服电机主要由定子和转子构成。定子上有两个绕组，励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或感应线圈，导磁材料，转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器，驱动器实时的接受到编码器的反馈信号，再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此可见，伺服电机的控制精确度很大程度决定于编码器的精度。伺服系统又称随动系统，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。控制原理决定了伺服系统的控制精度与应用场景。按照控制原理的不同，伺服系统可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。•开环伺服系统即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。这两种驱动元件的工作原理的实质是数字脉冲到角度位移的变换，它不用位置检测元件实现定位，而是靠驱动装置本身，转过的角度正比与指令脉冲的个数；运动速度由进给脉冲的频率决定。开环伺服系统的结构简单，易于控制，但精度差，低速不平稳，高速扭矩小。一般用于轻载负载变化不大或经济型数控机床上。•闭环伺服系统是误差控制随动随动系统。数控机床进给系统的误差，是CNC输出的位置指令和机床工作台（或刀架）实际位置的差值。闭环系统运动执行元件不能反映运动的位置，因此需要有位置检测装置。该装置测出实际位移量或者实际所处的位置，并将测量值反馈给CNC装置，与指令进行比较，求得误差，依次构成闭环位置控制。由于闭环伺服系统是反馈控制，反馈测量装置精度很高，所以系统传动链的误差，环内各元件的误差以及运动中造成的误差都可以得到补偿，从而大大提高了跟随精度和定位精度。•半闭环系统：位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换，称为间接测量。亦即坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，在环外的传动误差没有得到系统的补偿，因而这种伺服系统的精度低于闭环系统。半闭环和闭环系统的控制结构是一致的，不同点只是闭环系统环内包括较多的机械传动部件，传动误差均可被补偿。理论上精度可以达到很高。但由于受机械变形、温度变化、振动以及其它因素的影响，系统稳定性难以调整。伺服系统由伺服驱动器、伺服电机、编码器三部分组成。伺服驱动器负责将从控制器接收到的信息分解为单个自由度系统能够执行的命令，再传递给执行机构（伺服电机）；伺服电机将收到的电流信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，实现每一个关节的角度、角速度和关节转矩的控制；编码器作为伺服系统的反馈装置，很大程度上决定伺服系统精度。编码器安装在伺服电机上，与电机同步旋转，电机转一圈编码器也转一圈，转动的同时将编码信号送回控制器，控制器据以判断伺服电机的转向、转速、位置信息。•伺服电机：工业生产流程每个环节会被布置多个电机。电机目前主要分为交流电机和直流电机两类。直流电机功率大、调速特性平滑、调速范围宽广，但是关键部件电刷容易损坏；交流电机结极简单，没有电刷，后期维护斱便。在实际运用中，交流电机越来越受到欢迎。•伺服驱动器：伺服驱动器主要接受控制器信号指令，然后放大为功率信号，驱动电机工作。伺服驱动器由位置控制单元、速度控制单元和驱动单元三部分极成。•检测反馈元件：为了实现闭环控制，在电机辒出轴同轴装上编码器，电机与编码器同步旋转，电机转一圈编码器也转一圈，转动的同时将编码信号送回控制器，控制器根据编码信号判断伺服电机的转向、转速、位置是否正确，据此调整驱动器辒出电源频率及电流大小。数据来源：行行查，行业研究数据库欢迎评论、点赞、收藏和转发！有任何喜欢的行业和话题也可以私信我们。发布于 2022-08-04 14:57赞同 8添加评论分享收藏喜欢收起合利士智能装备电机智能装备解决方案商关注伺服电机主要由以下五部分组成：电机部分：包括转子和定子，转子通常由永磁铁或感应线圈构成，而定子则有励磁绕组和控制绕组。传感器部分：这部分包括位置、速度、扭矩传感器等，用于实时检测电机的参数并反馈给控制系统。控制器部分：这部分包括控制芯片、放大器、编码器等，接收传感器反馈的参数并输出控制信号。电源部分：这部分包括电源变压器、整流器、滤波器等，负责提供稳定的电源电压和电流机械部分：这部分包括减速器、联轴器、传动装置等，负责将电机的输出旋转运动转换为线性运动或其他特定运动形式。发布于 2023-09-21 14:55赞同添加评论分享收藏喜欢收起写回答1 个回答被折叠（为什

伺服系统 - 知乎

伺服系统 - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册伺服系统伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，由控制器，功率驱动装置，反馈装置和电动机等部分构成。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…查看全部内容关注话题管理分享百科讨论精华视频等待回答切换为时间排序电机控制杂谈（4）——关于电机转速环采样计算or低通滤波的探讨烦恼归林感谢大家关注。电控研一菜鸡一枚。探讨的问题好久没做科普了，今天来谈一谈转速环吧。今天谈论的主题是为什么转速计算要进行滤波或者是降低采样频率？当时本科在做毕设的时候，进行了实验，但是当时不理解为什么要进行转速滤波或者是降低转速采样频率，当时就直接取转速采样频率为电流采样频率的二分之一，导致转速计算的脉动非常大，进而也使得q轴电流脉动很大。（因为转速环PI输出就是q轴电流给定嘛，转速脉动大，导致PI脉动大，进而q轴电流给定值脉动大）下图…阅读全文赞同 7715 条评论分享收藏电机控制打工仔两年工作经验分享MagicQi新南威尔士大学电气工程硕士其实网络上关于普通背景的电机控制方向的工作经验分享挺少的，我自己呢也工作快两年了，两只脚算是有一只脚踏进了工控界搬砖的大门，因此写一篇随笔作为阶段性的总结，希望能对大家起到一点帮助。个人背景：我本科机电专业，研究生电气专业主修电力电子和控制理论课程，在毕业前半年左右借助当年的IEEE国际未来能源挑战比赛（IFEC）的电动自行车驱动器项目入坑，有了实际体验后才对控制理论有了初步的概念和理解，相较于规划与…阅读全文赞同 358115 条评论分享收藏竞争激烈的电动牙刷市场，徕芬以什么优势强势加入？自研创新的伺服系统能带来多大的变化？丁二哈尔滨工业大学电气工程硕士电动牙刷在年轻人中的使用率还是蛮高的，我曾经使用过一些电动牙刷，但经常会遇到一些问题，比如刷牙效果不佳、刷头的振动力不够、电池寿命太短等等。作为一名学“电”的同学，这些问题让我开始思考，有没有一种更好的方式来升级电动牙刷的性能，以提供更出色的刷牙体验？一般的电动牙刷通过简单升级或者添加屏幕功能等吸引消费者，但实际对牙齿的清洁能力升级有限。而终极的解决方案是对电动牙刷的动力系统升级—电机。电机是…阅读全文赞同 7214 条评论分享收藏当电动牙刷遇见伺服系统，徕芬电动牙刷的真实效果如何？tom zhang科研等 2 个话题下的优秀答主近日，以超高高性价比电吹风闻名的消费电子品牌——徕芬推出了让人眼前一亮的电动牙刷。徕芬电动牙刷的创新之处在于将能够精准控制的伺服系统引入了口腔护理领域，实现了大摆幅和扫振一体的出色性能。众所周知伺服电机的典型优势在于其精准的定位能力：接收到一个脉冲时，就会旋转一个与该脉冲相对应的角度，从而实现微小的位移。此外，伺服电机本身还能够发出脉冲信号，这意味着每个旋转角度都会产生相应数量的脉冲。这种互…阅读全文赞同 7120 条评论分享收藏徕芬创新的扫振电动牙刷怎么样？用伺服系统做电动牙刷，扫振一体对我们口腔清洁有什么意义？李bro家用电器话题下的优秀答主在我个人看来，徕芬的创新扫振技术对于整个电动牙刷市场的影响还是非常大的。扫振技术弥补了传统电动牙刷振动频率低、扫动幅度小的痛点，真正实现到了让牙刷“刷”起来，实现到了更加出色的清洁效果。就我作为家电博主的角度来看，扫振技术将会是电动牙刷技术升级的一大趋势。不得不说，徕芬这家品牌的定位还是非常亲民的。从近年推出的平价高性能高速吹风机产品中就可以看出，徕芬更专注于 “技术普惠”这一理念的践行，即不…阅读全文赞同 59816 条评论分享收藏喜欢伺服电机的工作原理及结构。技术研究带你躺着涨知识！

资料下载威信公号: 技术研究院阅读全文赞同 445 条评论分享收藏喜欢举报伺服控制中速度控制和位置控制哪个更好控，用速度环作为位置环的内环目的是什么，有什么好处？桂凯机器人话题下的优秀答主我们知道，那些高端主流（我国还造不出来）的交/直流伺服驱动器，它内部都是有三个环嵌套而成：最外面的位置环，中间的速度环，以及最内部的电流环（力矩环）。下图是copley驱动器客户端软件内部的控制器参数配置图。 [图片] 这种一般叫做串级式PID控制器。如果我们控制位置，有位置环的PID不就够了吗？为什么还需要速度环和电流环呢？这主要是为了提高系统的响应，增强系统对外界干扰的抵抗能力。可以这么直观的理解这个问题。我们知…阅读全文赞同 779 条评论分享收藏喜欢关于永磁同步电机交流伺服控制系统的算法问题？小心假设自动控制等 2 个话题下的优秀答主控制算法可以提高电机的精度和响应速度，但很多时候，调这个控制算法不是件容易的事。不光是电机，现在很多中国的工业系统，硬件、软件都跟国外水平相当（有的是直接花高价买的），但里面还是老算法。精度等区别就出在算法上。 --- 很好的问题，但这个问题其实比较深，不知道我能否说清楚。其实没有什么匪夷所思的，因为反馈不是平白无故的，而是要加传感器的，相当于得到了更多的信息。比如我知道的，具体公司名就不说了，正…阅读全文赞同 7938 条评论分享收藏喜欢徕芬创新的扫振电动牙刷怎么样？用伺服系统做电动牙刷，扫振一体对我们口腔清洁有什么意义？六号牙医口腔医学等 2 个话题下的优秀答主20岁的年轻人，人生才刚开始，就拔了两颗大槽牙，这是一件令人心痛的，本可以避免的事情！前段时间，我叔叔家孩子，一个刚满20岁的小伙子，带着他的全景片找我咨询种植牙，他的两颗六龄齿（第一恒磨牙）缺失了，缺牙两侧的牙齿已经明显倾斜移位，这是缺牙很久才有的临床表现。 [图片] 龋坏的牙齿若不及时处理，会发展成牙髓炎、根尖炎，拖到最后只能拔牙，牙齿疾病的重点在于预防，预防龋齿的两大神器，你们知道是什么吗？一、氟化…阅读全文赞同 10912 条评论分享收藏喜欢控制系统外环带宽高于内环带宽会怎么样？泡瓦伊莱超尼克斯电气工程话题下的优秀答主我的看法是不会怎么样，只要设计出来的环路稳定性满足要求，甚至可以有意为之提高动态。本质上是动态和稳定性的权衡。废话不多说，直接上干货，用MATLAB试试看。外环和内环的定义为了统一表述，用下图来讨论问题，内环指的是紫色部分（被控对象G2+补偿器C2），外环指的是红色部分（被控对象为内环闭环级联G1+补偿器C1）。 [图片] 举个例子：假设G2是三阶系统，G1是一阶系统假设G1是一阶系统，G2是三阶系统，C2假设用简单的PI控制器。 …阅读全文赞同 1279 条评论分享收藏喜欢Toptica FALCpro 使用测评离子侠离子阱实验平台专业搬砖Toptica终于把FALC110高速模拟PID（严格来说是 [公式] ，即有三个积分器，两个微分器）升级成了可数字控制的版本FALCpro。用过FALC110的都知道其反人类的拨杆调参设计： [图片] 这导致激光锁频调参数时要拿个小一字螺丝不断去拨杆，而且也基本杜绝了自动找激光锁点或跳锁自动重锁的可能。好在Toptica终于推出了数字控制的FALCpro： [图片] 其控制界面直接集成在了激光器机箱DLCpro的控制界面中： [图片] 但Toptica也非常贱，这个FALCpro只…阅读全文赞同 38 条评论分享收藏伺服电机转子什么样？它是怎么旋转起来的？拆开一看就明白了魔道电子分享电子技术和计算机技术知识拆一个伺服电机转子，看一下电机能连续旋转到底是什么原理，很多人可能都只是明白个大概，希望大家看了这个视频能理解的深入一点儿。阅读全文赞同 518 条评论分享收藏喜欢举报如何判断伺服驱动器的陷波功能发挥了作用？李雅普诺夫浙江大学电气工程硕士认真答题。 1.共振产生原因共振产生原因，楼上已经解释了。但是还要加上另外一点:驱动力中必须包含与驱动机构振动频率相近，且振动模态相同的频率成分，才能激起驱动元件与被驱动元件之间的大幅能量交换，产生共振。（只记得，当时老师这么说的，太深入的我也不懂┐（─__─）┌） 2.共振现象当伺服环路增益设置较高，环路中机械共振频率成分无法被调节器有效衰减，且满足1.中两个条件，就会产生共振现象。表现为:机械剧烈振动，…阅读全文赞同 9329 条评论分享收藏喜欢A79-电机学-伺服电机-全新原理剖析电气大爆炸一起来发现电的魅力本节讲伺服电机的原理

A板块属于电气基础知识

喜欢的朋友，帮忙点个赞，关注一下，精彩继续。

更多系列，敬请期待。

(1)A01-A20(电磁学)

(2)A21-A30(电路基础)

(3)A31-A50(模拟电路)

(4)A51-A70(数字电路)

(5)A…阅读全文赞同 1987 条评论分享收藏喜欢举报国内伺服系统发展及现状工业级液晶显示器液晶显示器供应:京东方,KOE,奇美群创,友达,夏普,京瓷等[图片] 中国伺服系统的发展是比较晚的，最早是在2000年前后开始萌生，主要是从变频器品牌衍生过来。这样的特点其实还是重驱动器而轻电机，从而在很短的时间里面，中国伺服品牌没有像变频器那样对国外品牌形成较为激烈的竞争，因为毕竟解决一个驱动器是解决不了伺服系统的问题的，没有成熟、稳定且高效的伺服电机，伺服系统就失去了一个必要的环节。进入2010年之后，中国自动化品牌迎来了第一波上市高峰，伴随着资本的引入，以及对伺服…阅读全文赞同 1添加评论分享收藏工业控制与自动化领域中，运动控制怎么理解？西门子中国专做电气化，自动化，数字化的黑科技下面是一个普通的包装产线的动画，用它来解释运动控制。 [视频: package line example] 包装产线是运动控制非常常见的应用领域。观看了这个视频之后，您应该大概知道它的工作原理了，在解剖这个长线之前，我们一起看下运动控制的专业释义。运动控制，Motion Control。通过对机械运动部件的位置，力矩，速度，加速度等进行实时的控制管理，使各个运动部件协同的按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动，以达到高精度，低延时的自动控制的目的。运动控制是…阅读全文赞同 1784 条评论分享收藏喜欢为什么伺服驱动器位置环只有比例控制?宁静致远反思与进步位置环控制一般是P或者PD或者PI-lead控制。对于要求不高的场合可以选择P或者PD。有外界扰动的情况下，跟踪存在稳态误差，动态响应还行。高精度高动态响应控制一般选择PI-lead。因为位置环本身存在的积分环节，以及速度或者电流环带来的相位滞后。采用PI控制后，相位裕度很小，很难提高位置环带宽。所以位置环一般不用PI控制。阅读全文赞同 42 条评论分享收藏喜欢伺服旋转型电机配合丝杆是如何保证定位精度的？号码186IIII5柒59行星滚柱丝杠，滚珠丝杠，电动缸行星滚柱丝杠如何保持精度？如图 [图片] 他就是这样保持精度的，因为本身是个斜面，而加工又是旋转加工，所以赋予了丝杠的高精度特性。这点用插齿机搞齿条等精度上限远不如丝杠。所以一般丝杠，讲究的就是个累计导程误差。首先科普导程是啥，螺纹线的参数方程大家知道哇，y=Rsinα ，x=Rcosα，z=kα。所以转2π角度的z就是导程。但注意；导程≠螺距。比如我们行星滚柱丝杠有5头和六头螺纹，也就是说几道螺纹线abcde螺纹是一起上升的，…阅读全文赞同 2添加评论分享收藏喜欢怎样才算合适的惯量比？麥克瘋 mcrazy提供实用的工业技术信息对于运控系统，多大的惯量比是过大? 它会影响性能么？如何可以通过整定来补偿呢？机械联接（如联轴器）对其有何影响？ [图片] 答案并不那么简单。前文书我们提到惯量比与传动刚性之间的关系。本期，我们试着通过一个简单的实验，帮助大家寻找一些线索。这个实验是我早年入行不久，在参加一次产品应用培训时经历的。本期底部有此实验的完整视频。 [图片] 实验台非常简单，如上图所示，就是用一台 1.5kW 的伺服电机来带动一只 5 倍于电机…阅读全文赞同 15416 条评论分享收藏工程上如何理解带宽频率？实际意义是什么？为什么大学学习过程中很少强调带宽的概念？匿名用户这么偏门的问题竟然有人问，看来我要义不容辞了。以伺服电机（用模拟电压控制的伺服电机的速度）为例来解释下这个概念：比如我们用-10V~+10V的电压来控制电机的转速，电压大于0，电机正向旋转；电压小于0，电机负向旋转；电压越高，电机转速越快；由于物理上的限制，电机的转速无法像阶跃信号那样突变，那我们照顾它一下，让控制电压从正到负，然后从负到正这样慢慢的变化（也可以假想是一个频率很低的正弦波），当输入信号…阅读全文赞同 8514 条评论分享收藏喜欢浏览量2272 万讨论量7766 帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企侵权举报更多关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案（京）网药械信息备字（2022）第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:（京）字第06591号 · 服务热线：400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报：010-82716601 · 举报邮箱：jubao@zhihu.

伺服系统由哪些组成？ - 知乎

伺服系统由哪些组成？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册伺服系统伺服系统由哪些组成？关注者34被浏览39,045关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享12 个回答默认排序马克拉伯MookLab 关注一、三环的增益调整1. 电流环：电流环的输入是速度环 PID 调节后的输出，称为“电流环给定”。电流环的给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做 PID 调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。2. 速度环：速度环的输入是位置环 PID 调节后的输出及位置设定的前馈值，称为“速度设定”。“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID 调节后输出，就是“电流环的给定”。速度环是编码器反馈后的值经过“速度运算器”得到的。3. 位置环：位置环的输入就是外部的脉冲，位置环的反馈也来自于编码编码器安装于伺服电机尾部，和电流环没有任何联系，采样来自于电机的转动而不是电机电流。二、PID 控制的概念PID 是控制系统中的重要参数，指控制方式，输出与输入之间的响应方式，英文字母比例（P）、积分（I）、微分（D）。PID 控制把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID 控制可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。三、PID 各自对差值调节对系统的影响1. 单独的 P（比例）就是将差值进行成比例的运算，它的显著特点就是有差调节，有差的意义就是调节过程结束后，被调量不可能与设定值准确相等。增加比例将会有效减小残差并增加系统响应，但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。2. 单独的 I（积分）就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比，如果差值大，则积分环节的变化速度大，这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数，积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快，所以如果增大积分速度将会降低控制系统的稳定程度，直到最后出现发散的震荡过程，这个环节最大的好处就是被调量最后是没有残差的。3. PI（比例积分）就是综合 P 和 I 的优点，利用 P 调节快速抵消干扰的影响，同时利用 I 调节消除残差。4. 单独的 D（微分）就是根据差值的方向和大小进行调节的，调节器的输出与差值对于时间的导数成正比，微分环节只能起到辅助的调节作用，它可以与其他调节结合成 PD 和 PID调节。它的好处是可以根据被调节量（差值）的变化速度来进行调节，而不要等到出现了很大的偏差后才开始动作，其实就是赋予了调节器以某种程度上的预见性，可以增加系统对微小变化的响应特性。四、增益调整的原则及注意事项一些品牌的伺服都有自动增益功能，但也有一些伺服需要手工调整，需注意以下几点：位置环是调整静态增益的，速度环是调整动态增益的。位置环增益，提高位置响应的速度，也就是说找到位置的快慢，增益越高达到目标的时间越短，不是速度的关系，闭环系统在最后定位结束的地方是个高速震荡的过程，在目标值附近快速震荡，最后找到目标。增益高，这个震荡结束就快，这个是伺服电机的重要性能指标之一。五、伺服电机的控制模式选择1. 转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如 10V 对应 5Nm 的话，当外部模拟量设定为 5V 时电机轴输出为 2.5Nm:如果电机轴负载低于 2.5Nm 时电机正转，外部负载等于 2.5Nm 时电机不转，大于 2.5Nm 时电机反转。2. 位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。3. 速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环 PID 控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加整个系统的定位精度。4. 全闭环控制模式：全闭环控制是相对于半闭环控制而言的。半闭环是指数控系统或 PLC发出速脉冲指令。伺服接受指令后执行，在这个过程中，伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行偏差修正，伺服本身误差可避免，但是机械误差无法避免。而全闭环是指伺服接受上位控制器发出速度可控的脉冲指令，伺服接受信号执行，执行的过程中，在机械装置上有位置反馈的装置，直接反馈给控制系统，控制系统通过比较，判断出与实际偏差，给伺服指令，进行偏差修正，这样控制系统通过频率可控的脉冲信号完成伺服的速度环控制，然后又通过位置传感器（光栅尺、编码器）完成伺服的位置环控制，这种把伺服电机、运动控制器、位置传感器三者有机的结合在一起的控制模式称之为全闭环控制。六、PID三环对伺服控制的影响伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是 3 个闭环负反馈PID调节系统。从内向外分别为电流环、速度环、位置环。1. 电流环：最内的 PID 环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检2. 速度环：通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈 PID 调节，它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环。3. 位置环：它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建。对机器视觉感兴趣、想学习PLC通讯相关的，推荐到马克拉伯。有免费的机器视觉软件，还有各种工业相机与工业镜头可选择。什么是马克拉伯？MookLab是一个机器视觉应用开放社区，MookLab致力于帮助用户以最低的成本、门槛构建视觉系统。具体为：1)提供免费软件：平台提供免费的视觉软件，专业团队进行免费软件服务支持。2)筛选整合优质视觉硬件品牌：如整合优质的视觉硬件（如相机、镜头、光源）等品牌入驻，为用户提供低成本的视觉配件选配平台。3)提供项目应用支持：提供技术服务交易平台，吸纳平台各个地区的集成商用户作为视觉应用服务商，为部分视觉应用能力较弱的用户提供就近、行业针对性的应用支持服务。4)提供专业的人才培养机制：面向行业入门者以及高校教育推出的机器视觉实验平台+软件套装，以及相应的教育支持服务。SGVision是什么，与MookLab的关系？SGVision是一款机器视觉应用软件，免编程，设置即用。SGVision软件的不限套永久免费授权，是Mooklab平台为平台会员提供的权益，因此该权益建立在用户为http://Mooklab.com会员用户的基础上。如何获取免费的机器视觉检测软件SGvision？发布于 2023-11-24 15:04赞同 5添加评论分享收藏喜欢收起小酒逛一逛关注简单的系统主要由驱动器和伺服电机以及上位PLC组成。复杂的需要加上运动控制器，用于协调多轴之间的运动关系。

1，驱动器根据不同的工艺以及所需求的过载能力来选择功率及附件，如总线卡和制动电阻等，当然不同的驱动器可能有针对不同行业的程序工艺包。

2，伺服电机有同步伺服和异步伺服，由电机本身和编码器组成，而编码器又分为增量和绝对值两种，用于反馈速度和位置，有的机械结构可能容易产生相对滑动，会额外增加外部的编码器，比如光栅尺，用于位置环。

3，PLC主要用于处理逻辑，针对伺服控制器来说一般输出有IO信号，模拟量以及总线控制字等。

4，运动控制器主要处理多轴之间的关系，对于有严格位置关系的工艺来说是必不可少的。发布于 2015-01-02 21:56赞同 6添加评论分享收藏喜欢

伺服_百度百科

度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心伺服播报讨论上传视频物理术语收藏查看我的收藏0有用+10“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统。中文名伺服主观意义自动控制系统优势输出力矩速度和位置控制非常灵活主要任务对功率进行放大、变换与调控目录1定义2变频异同3伺服系统4原因分析5发展趋势定义播报编辑（1）伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出，能够跟随输入量（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。（2）在自动控制系统中，能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统，亦称伺服系统。伺服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、速度和位置控制得非常灵活方便。1.3 伺服系统的分类及组成伺服系统按系统结构可分为开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环系统、复合控制系统。具有反馈的闭环自动控制系统由位置检测部分、偏差放大部分、执行部分及被控对象组成。1.4 伺服系统的性能要求伺服系统必须具备可控性好，稳定性高和适应性强等基本性能。说明一下，可控性好是指讯号消失以后，能立即自行停转；稳定性高是指转矩随转速的增加而均匀下降；适应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。1.5 伺服系统的种类通常根据伺服驱动机的种类来分类，有电气式、油压式或电气—油压式三种。伺服系统若按功能来分，则有计量伺服和功率伺服系统；模拟伺服和功率伺服系统；位置伺服和加速度伺服系统等。电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。变频异同播报编辑伺服与变频的一个重要区别是：变频可以无编码器，伺服则必须有编码器，作电子换向用。一、两者的共同点：交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p ，n转速，f频率， p极对数）二、谈谈变频器：简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。三、谈谈伺服：驱动器方面：伺服驱动器在发展了变频技术的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和位置环（变频器没有该环）都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算，在功能上也比传统的伺服强大很多，主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置（当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里），驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。电机方面：伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机），也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时，伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机，电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的，有些性能优良的变频器就可以直接驱动 [1]伺服电机！！！四、谈谈交流电机：交流电机一般分为同步和异步电机1、交流同步电机：就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度=定子速度，所以称"同步"。2、交流异步电机：转子由感应线圈和材料构成。转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割转子的感应线圈，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远小于定子的变化，一旦等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈，转子线圈中也就没有了感应电流，转子磁场消失，转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。3、对应交流同步和异步电机就有相应的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服，当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。伺服系统播报编辑3.1 AC伺服系统电气伺服技术应用最广，主要原因是控制方便，灵活，容易获得驱动能源，没有公害污染，维护也比较容易。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展，它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。早在70年代，小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展，逐步实用化，AC伺服电动机的应用越来越广，并且还有取代DC伺服系统的趋势成为电气伺服系统的主流。永磁转子的同步伺服电动机由于永磁材料不断提高，价格不断下降，控制又比异步电机简单，容易实现高性能的缘故，所以永磁同步电机的AC伺服系统应用更为广泛。在交流同步伺服驱动系统中，普通应用的交流永磁同步伺服电动机有两大类。一类称为无刷直流电动机，它要求将方波电流直入定子绕组（BLDCM）另一类称为三相永磁同步电动机，它要求输入定子绕组的电源仍然是三相正弦波形。（PM·SM）无刷直流电动机（BLDCM），用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极，将原直流电动机的电枢变为定子。有刷直流电动机是依靠机械换向器将直流电流转换为近似梯形波的交流电流供给电枢绕组，而无刷直流电动机（BLDCM）是将方波电流（实际上也是梯形波）直接输入定子。将有刷直流电动机的定子和转子颠倒一下，并采用永磁转子，就可以省去机械换向器和电刷，由此得名无刷直流电动机。BLDCM定子每相感应电动势为梯形波，为了产生恒定的电磁转矩，要求功率逆变器向BLDCM定子输入三相对称方波电流，而SPWM、PM、SM定子每相感应电动势为近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子输入三相对称正弦波电流。永磁同步电机的磁场来自电动机的转子上的永久磁铁，永久磁铁的特性在很大程度上决定了电机的特性，采用的永磁材料主要有铁淦氧，铝镍钴，钕铁硼以及SmCO5 Sm2CO17.在转子上安装永磁铁的方式有两种。一种是将成形永久磁铁装在转子表面，即所谓外装式；另一种是将形成永久磁铁埋入转子里面，即所谓内装式。永久磁铁的形状可分为扇形和矩形两种。根据确定的转子结构所对应的每相励磁磁动势的分布不同，三相永磁同步电动机可分为两种类型：正弦波型和方波型永磁同步电机，前者每相励磁磁动势分布是正弦波状，后者每相励磁磁动势分布呈方波状，根据子路结构和永磁体形状的不同而不同。对于径向励磁结构，永磁体直接面向均匀气隙，如果采用系统永磁材料，由于稀土永磁的取向性好，可以方便的获得具有较好方波形状的气隙磁场。对于采用非均匀气隙或非均匀磁化方向长度的永磁体的径向励磁结构，气隙磁场波形可以实现正弦分布。综上所述两类永磁AC同步伺服电动机的差异归纳如下：：控制原理相似，给定指令信号加到AC伺服系统的输入端，电动机轴上位置反馈信号与给定位置相比较，根据比较结果控制伺服的运动，直至达到所要求的位置为止。PM、SM和BLDCM二类伺服系统构成的基本思路是一致的。两种永磁无刷电动机比较而言，方波无刷直流电动机具有控制简单、成本低、检测装置简单、系统实现起来相对容易等优点。但是方波无刷直流电动机原理上存在固有缺陷，因电枢中电流和电枢磁势移动的不连续性而存在电磁脉动，而这种脉动在高速运转时产生噪声，在中低速又是平稳的力矩驱动的主要障碍。转矩脉动又使得电机速度控制特性恶化，从而限制了由其构成的方波无刷直流电动机伺服系统在高精度、高性能要求的伺服驱动场合下的应用（尤其是在低速直接驱动场合）。因此，对于一般性能的电伺服驱动控制系统，选用方波无刷直流电动机及相应的控制方式。而PM、SM伺服系统要求定子输入三相正弦波电流，可以获得更好的平稳性，具有更优越的低速伺服性能。因而广泛用于数控机床，工业机器人等高性能高精度的伺服驱动系统中。3.2 伺服系统的发展过程伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程，电气伺服系统根据所驱动电机类型分为直流（DC）伺服系统和交流（AC）伺服系统。交流伺服系统按其采用的驱动电机类型又可分为永磁同步（SM型）电动机交流伺服系统和感应式异步（IM型）电动机交流伺服系统。由于直流伺服电动机存在电机结构复杂，维修工作量大例如电机的电刷、换向器等则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。随着微处理技术、大功率电力电子技术的成熟和交流永磁电机材料的发展和应用，电机效率的提高和制造成本的降低，交流伺服系统得到长足发展并将逐步取代直流伺服系统。1990年以前，由于技术、成本等原因，国内伺服电机以直流无槽、直流永磁有刷电机和步进电机为主，而且主要集中在机床和国防军工行业。1990年以后，进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也很快从模拟式过渡到全数字式。由于交流伺服电机的驱动装置采用了先进全数字式驱动控制技术，硬件结构简单，参数调整方便，产品生产的一致性可靠性增加，同时可集成复杂的电机控制算法和智能化控制功能，如增益自动调整、网络通讯功能等，大大拓展了交流伺服电机的适用领域；另外随着各行业，如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等，对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长，交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。正弦波交流伺服系统综合了伺服电动机、角速度和角位移传感器的最新成就，与采用新型电力电子器件、专用集成电路和专用控制算法的交流伺服驱动器相匹配，组成新型高性能机电一体化产品。使原有的直流伺服系统面临淘汰的危机，成为当今世界伺服驱动的主流及发展方向。正弦波交流伺服广泛使用于航空、航天、兵器、船舶、电子及核工业等领域，如自行火炮、卫星姿态控制、雷达驱动、机载吊舱定位系统、战车火控及火力系统、水下灭雷机器人等。3.3伺服电机的应用松下交流伺服电机（AC Servo） A4系列1. 快速使用电机运转必须的三根电缆：动力电缆；电机动力线，电机编码器线。控制线接口X5：伺服使能必须接的引脚：DC24V电源（7,41）伺服使能SRV-ON（29）控制信号：位置控制-----（脉冲方向输入3，4，5，6）速度控制-----（模拟量输入14，15 0到±10V）扭矩控制------（模拟量输入 14,15）其他辅助控制功能：10点输入：①伺服使能②模式选择③增益切换④报警清除。6点输出：①报警（ALM）②准备（S-RDY）③制动器释放（BRK-OFF）④零速检测（ZSP）⑤转矩控制TLC。⑥定位完成或者速度到达它比步进系统就多了一个编码器反馈，构成了一个闭环系统，当然这个闭环仅仅是相对而言。伺服系统逐渐取代了步进系统，所以大家会逐渐熟悉。原因分析播报编辑三相交流伺服电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断伺服电机故障原因 [2]，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。1.故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）；③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。2.故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改正接线。二、通电后电动机不转有嗡嗡声1.故障原因①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；⑦轴承卡住。2.故障排除①查明断点予以修复；②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；⑦修复轴承。三、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多1.故障原因①电源电压过低；②面接法电机误接；③转子开焊或断裂；④转子局部线圈错接、接反；③修复电机绕组时增加匝数过多；⑤电机过载。2.故障排除①测量电源电压，设法改善；②纠正接法；③检查开焊和断点并修复；④查出误接处予以改正；⑤恢复正确匝数；⑥减载。四、电动机空载电流不平衡，三相相差大1.故障原因①绕组首尾端接错；②电源电压不平衡；③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。2.故障排除①检查并纠正；②测量电源电压，设法消除不平衡；③消除绕组故障。五、电动机运行时响声不正常有异响1.故障原因①轴承磨损或油内有砂粒等异物；②转子铁芯松动；③轴承缺油；④电源电压过高或不平衡。2.故障排除①更换轴承或清洗轴承；②检修转子铁芯；③加油；④检查并调整电源电压。六、运行中电动机振动较大 1.故障原因①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；④转轴弯曲；⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。2.故障排除①检修轴承，必要时更换；②调整气隙，使之均匀；③校正转子动平衡；④校直转轴；⑤重新校正，使之符合规定。七、轴承过热 1.故障原因①滑脂过多或过少；②油质不好含有杂质；③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；④轴承内孔偏心，与轴相擦；⑤电动机端盖或轴承盖未装平；⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；⑦轴承间隙过大或过小；⑧电动机轴弯曲。2.故障排除①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；②更换清洁的润滑滑脂；③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；④修理轴承盖，消除擦点；⑤重新装配；⑥重新校正，调整皮带张力；⑦更换新轴承；⑧校正电机轴或更换转子。八、电动机过热甚至冒烟 1.故障原因①电源电压过高；②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；④电动机过载或频繁起动；⑤电动机缺相，两相运行；⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞；2.故障排除①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；②提高电源电压或换粗供电导线；③检修铁芯，排除故障；④减载；按规定次数控制起动；⑤恢复三相运行；⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施发展趋势播报编辑从伺服系统的三大部件：伺服电机、编码器、驱动器的各自发展来看，交流伺服电机还会是主流。电机本身将向高性能、高功率密度的方向发展。在相同功率输出的条件下，电机本身的体积将会越来越小。如1.5KW以下的小功率AC伺服电机的体积现已只有原先传统的三相感应电机的1/10左右。这主要得益于电机制造技术本身的不断提高。如：高性能的磁性材料的采用，定子分割法工艺的集中绕组高密度绕线的采用，定子叠片的粘结工艺的采用。磁路的不断优化设计和热解析技术的应用使得电机的冷却性能也得到了不断提高。 [3]与此同时，由于各种行业的特殊需求，伺服电机也会从通用的FA行业转向差异化，定向设计的道路。如免维修、无尘、防爆、无转矩脉动超高或超低额定转速微小型化，电机内部直接装有制动器、减速机、滚珠丝杠、联轴节、转矩温度传感器，编码器甚至驱动控制器的 ALL IN ONE一体化的伺服功能部件。事实上，在传统的FA行业以外，特别是在家电、汽车电子、纺织、航空电子、机械等行业，各种直流无刷伺服电机已经得到了广泛和大量的应用。传统意义上的带换向器的直流伺服电机正在被这种直流无刷的伺服电机所取代。尤其在微小功率的应用范围，它有无可替代的低成本、小体积、高可靠性（通常无需光电编码器反馈），可干电池供电等优越性。所以其实际使用数量将是非常可观的。对于反馈的编码器部件来说，其发展主要还在于小型化、低成本、高分辨率、高可靠性、网络化、高响应、省接线、绝对值编码等方向。从结构上来讲，为了降低成本，日系的主流伺服电机所用编码器都已从整体式变为分离式。为了提高分离式编码器的可靠性，从安装方式上作了改进，已溶入电机的后轴承支承座的一体化设计。由于正弦波内插技术的采用，分辨率得到了很大的提高，从早期的210已发展到224—228 /每转。这对于提高伺服电机的低速控制的稳定性减少低速脉动有很大帮助。但对于提高位置控制的精度没有直接效果。当然也有采用类似于螺距补偿一样的软件补偿，可以提高单圈的物理分辨率，从而实际提高定位控制的精度。这在分度转台机器人控制的使用中，可得到有效作用。也正是由于内插接技术的应用，使得旋转编码器也将会在严酷环境中的高精度伺服控制中得到更广泛的应用。已有224/每转分辨率的旋转编码器在伺服电机上的使用情况。编码器串行通讯省线制的方式，其通讯频率还只能限于10M以下。随着伺服控制的高分辨率、高精度、高响应的要求日益增强，编码器通讯频率的提高也将会是一个主要方向。最后，对于伺服驱动控制器来说，其发展方向借助于IT产业技术的发展，将会有更令人耳目一新的感觉。看一下如今的手机照相机等，其丰富多彩的各种功能不难想象有很多功能都是可以借鉴和移植到伺服驱动控制器上来的。已有国内的企业将WIFI的无线通讯技术用到了伺服控制的参数写入调整运行的监控等方面。USB的通讯技术触摸屏显示控制技术，现已经得到了应用。针对下一代的伺服驱动器的研发，已有不少企业正在考虑采用新一代手机所用的CPU和实时操作系统技术。大家都知道的傻瓜照相机技术，利用它外行人也能拍出很漂亮的照片。那么相信下一代的伺服驱动器一定也会带有这种一键自整定的功能，伺服的应用会变得越来越普及。因为其调整调试非常方便。若客户实在搞不定，就可以通过WIFI 让生产厂家的售后服务人员遥控诊断并解决。从交流伺服电机的矢量控制技术本身来说已日趋完善普及。从实时操作系统的角度来看，它只是需要实时响应处理的一个功能模块。由于控制器的多功能、智能化要求，大量的信号处理，适应控制需要的各种数学模型的建立与运行，网络通讯等各个功能模块将会在实时操作系统的统一调度和管理下得到正确可靠的运行。因此，下一代的伺服驱动控制器将会是一个集各种现代控制技术之大成的结晶，而并非是传统意义上的功率放大器。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

Follow

Imtoken国际版官网下载苹果|伺服系统

Imtoken国际版官网下载苹果|伺服系统

伺服系统（自动控制系统）_百度百科

伺服电机基本概念解析：伺服系统组成及其控制原理_伺服系统设计原理-CSDN博客

什么是伺服？如何实现伺服控制？ - 知乎

"伺服"是什么意思呢？看完才明白！ - 知乎

伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！ - 知乎

伺服控制系统_百度百科

伺服电机主要由什么组成？ - 知乎

伺服系统 - 知乎

伺服系统由哪些组成？ - 知乎

伺服_百度百科

最近的新闻

您可能喜欢的文章

Imtoken安卓版钱包下载|美元符号在前面还是后面

苹果版本bitpie钱包下载|汇率中国银行今天外汇牌价

比特派助记词忘了怎么办

安卓手机怎么下载比特派app

比特派下载后怎么使用手机

比特派无法登录怎么办啊

比特派怎么看是否被授权