伺服系统原理及分类

伺服系统主要由伺服控制器、驱动电路、伺服电动机及相应反馈检测器件组成。

1.伺服系统原理

当人为的给定控制信号并被伺服控制系统接收时，执行机构就会按照控制信号的指令进行一系列的运动和动作；如果不再出现信号，被控传动装置停止动作直到控制信号的来临。

2.伺服系统分类

（1）根据其作用对象的不同，可分为位置伺服系统和速度伺服系统两大类。

1）位置伺服系统

是指能够对目标指令位置进行精确的跟踪和定位的伺服系统。根据有无反馈，位置伺服系统分为开环控制和闭环控制两种。

开环位置伺服系统具有结构简单、成本低的优点，但是不具有位置、速度反馈功能，其位置控制精度依赖于步进电机的步距角和传动机构的精度。

闭环控制分为全闭环控制和半闭环控制。全闭环控制下，检测元件直接检测被控对象在工作台上的位移，并把该位移反馈给控制器，以构成全闭环控制。由于控制器可以根据被控对象的实际位移进行控制，因此全闭环控制具有很高的定位精度，可以消除从电机到机械传动机构再到被控对象，整个过程的误差。然而，闭环控制结构比较复杂，成本较高，难以实现。

2）速度伺服系统

通常被驱动机具的负载力矩是经常变化的,供电电源的电压和频率也是经常变化的,那么,被驱动对象的运行速度通常也是变化的。因此,速度伺服系统主要任务是保持被驱动的机具 (或称负载) 在所需要的精确的速度 (绝不是1种速度)下稳定运行。

（2）按照其执行电动机的不同又可分为直流伺服系统和交流伺服系统。

1）直流伺服系统

直流伺服系统指的就是伺服电机是采用直流电机的伺服系统。

2）交流伺服系统

交流伺服系统主要由交流伺服驱动器（或称控制器）和交流伺服电动机组成，系统以驱动器为核心，驱动控制交流伺服电动机的运转，转矩、速度或位置的闭环控制使系统动态性能和静态性能优异。工业机器人有4大组成部分，分别为本体、伺服、减速器和控制器。而其中，工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。

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。

伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

广义的伺服系统是精确地跟踪或复现某个给定过程的控制系统，也可称作随动系统。

狹义伺服系统又称位置随动系统，其被控制量(输出量)是负载机械空间位置的线位移或角位移，当位置给定量(输入量)作任意变化时，系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化。