机电一体化伺服系统

1、机电一体化伺服系统，第一节伺服系统概述，伺服系统开发过程和应用了伺服系统的基本类型的伺服系统的结构是伺服系统的基本要求，什么是伺服系统，也称为伺服系统-伺服系统。一种自动控制系统，可以及时跟踪给定信号的输入，生成动作，以获得准确的位置、速度等输出。伺服系统是自动控制系统的一类，1934年首次提出了伺服机制，1944年，世界上第一个伺服系统在麻省理工学院成功开发，随着自动控制理论的发展，到20世纪中期，伺服系统的理论和实践都呈现出成熟的趋势。近年来，随着新技术的发展，特别是微电子和计算机技术的发展，伺服系统几乎应用于所有社会领域。2伺服系统开发过程及其应用，到目前为止，高性能电气伺服系统大多使用

2、永磁同步交流伺服电动机，控制驱动器使用所有快速准确放置的数字位置伺服系统。德国西门子、美国科尔摩根、日本松田、安川等公司就是代表。我国的交流伺服发电史，我国从20世纪70年代开始追踪交流伺服技术的开发，主要研究力集中在高等院校和研究组，没有将军需、航天卫星作为主要应用方向考虑成本因素。主要研究机构有北京机床研究所、西安微电机研究所、中国科学院沈阳自动化所等。80年代后开始进入产业领域，到2000年，国产伺服处于少量、高价、适用面狭窄的状态，技术水平和可靠性难以满足产业要求。2000年以来，中国作为世界工厂，制造业快速增长，为交流伺服提供了越来越大的市场空间，国内多个单位开始展示自己品牌的交流伺

3、服产品。目前国内主要伺服品牌或制造商有森昌(河市电机)、华中数控、矿泉水、南京埃斯顿、兰州电机厂等。其中华中数控、矿泉水等主要集中在数控机床领域。机械制造行业：各种机械运动(主轴的旋转和刀具的进给运动)部分的速度控制、运动轨迹控制和位置控制由各种伺服系统控制。除了旋转、直线运动控制外，还可以依赖多个伺服系统来控制复杂的空间运动。运输行业：电力机车自动调速，高层建筑电梯升降机控制，船舶自动驾驶，飞机自动驾驶等。在冶金行业，电弧炼钢炉的电极位置控制、轧机轧辊压力运动的位置控制等依赖于手动操作无法替代的伺服系统。军事上：伺服系统更为普遍，包括雷达天线的自动瞄准跟踪控制、高射炮、战术导弹发射器的瞄准运

4、动控制、飞机的姿态驱动控制、载人飞船、精密导航系统的陀螺平台稳定系统、激光导引头的目标跟踪、坦克炮塔的防摇稳定控制以及鱼雷的自动控制等。机器人：手臂关节，六自由度喷雾操纵器的运动控制等。印刷电路板生产线：表面附着焊接、高速穿孔、机器人布局装置。电脑周边设备：许多伺服系统也用于自动绘图机，例如笔刷控制系统、磁碟驱动系统等。伺服系统广泛使用，从航空航天、国防、工业生产、交通到家庭生活，到及时准确跟踪卫星发射的大型雷达天线，还可以用小型和声源马达控制电视图像头，并且还将发展到更新领域。3伺服系统的缺省类型由位置伺服系统、速度伺服系统、力伺服系统等控制。最常用的位置伺服系统，例如数控机床的伺服进给系统

5、。取决于使用的执行组件，如电气伺服系统、液压伺服系统、气动伺服系统等。电动伺服系统以伺服电动机或步进电动机为执行元件，在机电一体化产品中得到广泛应用。取决于控制方法，包括开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统等。开环伺服系统没有检测反馈分量，结构简单，但精度低。闭环伺服系统直接检测工作台等移动部件并提供反馈，因此准确性高，但结构复杂，成本高。位于机械执行器中间部分(如伺服电动机和滚珠丝杠)的半闭环伺服系统的检查反馈元件关闭了大部分具有开环伺服系统和闭环伺服系统之间性能的反馈控制链路。伺服系统方框图、机电一体化伺服控制系统结构、多种类型，但从自动控制理论的角度来看，伺服控制系统一般由控制器、

6、控制对象、执行链接、测试链接、比较链接等五个部分组成。4伺服系统的结构，1 .元件比较元件是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较。可以得到输出和输入之间的偏差信号。通常由特殊电路或计算机实现。2.调节元件(控制器)控制器通常是计算机或PID(比例、积分和微分)控制电路，主要任务是转换组件输出的偏差信号，以控制根据运行的组件要求的行为。3 .执行元件执行元件的作用是按照控制信号的要求将输入的各种形式的能量转换为机械能，以驱动控制对象工作。机电一体化系统的运行元件通常指各种电动机或液压、气动伺服机构等。4.驱动物件是伺服系统驱动的装置或装置，是直接实作意图功能或主要功能的主体，其运动质量反映了

7、整个伺服系统的效能。5.测试链接测试链接是测量输出并将其转换为比较链接的必需尺寸设备，通常包含传感器和转换电路。5伺服系统的基本要求，高精度：稳定性：快速响应：速度调节范围：低速大扭矩：精度：表示输出再现命令信号的准确程度，通常包括组件本身的误差，传感器的灵敏度和准确度，机械装置的反向间隙和传输误差，每个组件的非线性元件等静态速度下降必须小于5%，动态速度下降必须小于10%，5伺服系统的基本要求是速度为零时伺服系统处于“锁定”状态，即惯性小。要求：速度调节范围是伺服系统提供的最快速度和最慢速度之间的比率，在较大的范围内速度稳定；无论高速低速，输出力或力矩稳定低速驱动时，均可输出额定力或力矩；响

8、应速度：是衡量伺服系统动态性能的重要指标，是5伺服系统的基本要求，意味着能够承受启动、制动、加速、减速等频繁冲击的弹性。超载容量意味着在低速大扭矩下，可以承受长时间的过载而不会造成损坏。低速大力矩，5伺服系统的基本要求，第2部分伺服系统的执行组件概述，执行组件的类型和特性执行组件的基本要求常用控制电动机，1，执行组件的类型和特性，1。电气执行组件的电气执行组件包括DC(直流)伺服电动机、AC(交流)伺服电动机、步进电动机和电磁铁，是最常用的执行组件。伺服电动机除了平稳运行外，一般还需要动态性能，经常使用，适合维修。2.液压执行元件液压执行元件主要有往复运动缸、旋转缸、液压马达等，其中气缸最常见

9、。对于相同的输出功率，液压元件的特点是重量轻，快速性好。3 .气动执行组件气动执行组件除了使用压缩空气作为工作介质外，与液压执行组件没有区别。气压驱动可以获得很大的驱动力、日程和速度，但由于空气粘度低、可压缩性高，因此位置精度要求高时不能使用。感应电动机，感应电动机，离合器电动机，永磁同步电动机，微型直流减速电动机，电子，液压，气压，应用：用于大型动力重型机械的液压系统；气动用于工件夹紧、运输等自动化生产线；应用最广泛的电气应用。如果比较气压系统和液压系统，空气可以在大气中无限循环，不容易堵塞。将使用过的气体排放到大气中，所以循环道路处理不需要方便。泄漏对工作没有严重影响，也不会污染环境。空气粘度小，管路中的恒压损失为液压系统的1/1，便于远距离控制。低工作压力。降低气动元件的材料和制造精确度需求。开环控制系统与液压传动相比具有动作快、响应快的优点。维护简单、安全，没有防火和防爆问题。石油、化学、农药和矿山机械的特殊要求。无油气动控制系统特别适用于无线零部件生产工艺及食品和药品生产工艺。惯性小，小功率，轻量维护，适合计算机控制，二是电气伺服控制系统的动力部件驱动部的基本要求。将电能转换为机械能的一种能量转换装置。机电一体化产品中常用的控制马达是提供正确运动或更复杂运动的伺服马达。第三，常用控制电动机、控制电动机有旋转和线性驱动电动机，通过电压、电流、频率