伺服机构（机械控制系统）

伺服机构

机械控制系统

伺服系统是指利用某一部件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,依照它们的差别来调节控制部件的自动控制系统。

简介

伺服机构（Servo-Mechanist，）这是一种伺服系统，其中被控量为机械位置或机械位置对时间的导数。

伺服机构(servomechanism)系指经由闭回路控制方式达到一个机械系统位置、速度、或加速度控制的系统。

发展历史

伺服机构理论(servomechansimtheory)起源于二次世界大战期间，美军为了发展具有自动控制功能的雷达追踪系统，委托了麻省理工学院发展控制机械系统的闭回路控制技术，以强化巡航导弹等导向武器精准度，此一发展奠定了后来伺服机构理论的基础。而微处理器及集成电路的不断进化，不仅带动了资讯产业的发展，也间接带动了伺服驱动技术的发展。

构造

一个伺服系统的构成通常包含受控体(plant)、致动器(actuator)、传感器(sensor)、控制器(controller)等几个部分。

受控体

系指被控制的物件，例如一个机械手臂，或是一个机械工作平台。

致动器

它的功能在于主要提供受控体的动力，可能以气压、油压、或是电力驱动的方式呈现，若是采用油压驱动方式，则为油压伺服系统。

绝大多数的伺服系统采用电力驱动方式，致动器包含了马达与功率放大器，例如应用于伺服系统的特别设计马达称之为伺服马达(servomotor)，其装置内含位置回授装置，如光电编码器(opticalencoder)或是解角器(resolver)。

控制器

一个传统伺服机构系统的组成，伺服驱动器主要包含功率放大器与伺服控制器。

以伺服马达为例，其伺服控制器通常包含速度控制器与扭矩控制器，马达通常提供类比式的速度回授信号，控制界面采用±10V的类比讯号，经由外回路的类比命令，可直接控制马达的转速或扭矩。采用这种伺服驱动器，通常必须再加上一个位置控制器(positioncontroller)，才能完成位置控制。

主要应用于工业界的伺服马达包括直流伺服马达、永磁交流伺服马达、与感应交流伺服马达，其中又以永磁交流伺服马达占绝大多数。控制器的功能在于提供整个伺服系统的闭路控制，如扭矩控制、速度控制、与位置控制等。

一般工业用伺服驱动器(servodrive)通常包含了控制器与功率放大器。

伺服驱动器包含了伺服控制器与功率放大器，伺服马达提供分辨率的光电编码器回授信号。

参考资料

1.伺服系统是有哪些结构组成·电子友网