Rexroth伺服模塊DKC10.3-008-3-MGP-01VRS  

伺服系統(tǒng)是什么

　　伺服系統(tǒng)（servomechanism）又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機械位移（或轉(zhuǎn)角）準確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），其結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。伺服系統(tǒng)最初用于，如火炮的控制，船艦、飛機的自動駕駛，發(fā)射等，后來逐漸推廣到國民經(jīng)濟的許多部門，如自動機床、無線跟蹤控制等。

伺服系統(tǒng)主要作用

　　1、以小功率指令信號去控制大功率負載；

      2、在沒有機械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠處的輸出軸，實現(xiàn)遠距同步傳動；

　　3、使輸出機械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。

伺服系統(tǒng)的分類

　　從系統(tǒng)組成元件的性質(zhì)來看，有電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和電氣-液壓伺服系統(tǒng)及電氣-電氣伺服系統(tǒng)等；

　　從系統(tǒng)輸出量的物理性質(zhì)來看，有速度或加速度伺服系統(tǒng)和位置伺服系統(tǒng)等；

　　從系統(tǒng)中所包含的元件特性和信號作用特點來看，有模擬式伺服系統(tǒng)和數(shù)字式伺服系統(tǒng)；

　　從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點來看，有單回伺服系統(tǒng)、多回伺服系統(tǒng)和開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

　　伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動元件劃分，有步進式伺服系統(tǒng)、直流電動機（簡稱直流電機）伺服系統(tǒng)、交流電動機（簡稱交流電機）伺服系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)的基本要求

　?。?）穩(wěn)定性好：穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達新的或者回復到原有平衡狀態(tài)。

　?。?）精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.00lmm之間。

　?。?）快速響應(yīng)性好：快速響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標志之一，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。

伺服系統(tǒng)主要特點

　　1、精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制；

       2、有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測裝置實現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種；

　　3、高性能的伺服電動機（簡稱伺服電機）：用于高效和復雜型面加工的數(shù)控機床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機械運動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)；

　　4、寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機，實現(xiàn)實際位移。數(shù)控機床的主運動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)的基本組成

　　伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動裝置，反饋裝置和電動機?？刂破靼凑諗?shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測的實際運行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動機之上，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動機的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動機所需的交流電或直流電；電動機則按供電大小拖動機械運轉(zhuǎn)。

　伺服系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　在數(shù)控機床上，伺服調(diào)控系統(tǒng)是其*的一部分。其任務(wù)是把數(shù)控信息轉(zhuǎn)化為機床進給運動，從而實現(xiàn)精準控制。伺服系統(tǒng)在一些自動化機械設(shè)備中的應(yīng)用非常廣泛，特別是在自動化生產(chǎn)發(fā)展的大趨勢情況下，伺服系統(tǒng)的應(yīng)用顯得越發(fā)重要。當前，我國正在推動工業(yè)制造業(yè)的自動化進程，這個過程中需要大量的工業(yè)機器人及機床設(shè)備，在這些設(shè)備中伺服系統(tǒng)在整體控制方面有非常重要的應(yīng)用。

　　其中，數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號，驅(qū)動機床移動部件跟隨指令脈沖運動，并保證動作的快速和準確，這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制，另外還有對主運動的伺服控制，不過控制要求不如前者高。數(shù)控機床的精度和速度等技術(shù)指標往往主要取決于伺服系統(tǒng)。

　　由于數(shù)控機床對產(chǎn)品加工時要求高，所以采用的伺服控制系統(tǒng)十分關(guān)鍵。目前在數(shù)控機床上使用的伺服控制系統(tǒng)，其優(yōu)點主要有：精度高，伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復現(xiàn)輸入量的精確程度。包括定位精度和輪廓加工精度；穩(wěn)定性好，穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后，達到新的或者恢復到原來的平衡狀態(tài)。

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伺服控制電機如何低速

伺服控制電機是所有機電一體化設(shè)備的核心，主要以位移、加速度、力矩等作為被控量按照的軌跡進行低速運動，輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換成機械能，生成適合馬達轉(zhuǎn)速的頻率從而驅(qū)動馬達。

伺服電機的控制方式如下：

1.脈沖控制方法

2.模擬控制方法

3.通信控制方法

4.轉(zhuǎn)矩控制方法

伺服電機屬于什么電機

伺服控制系統(tǒng)是指系統(tǒng)跟隨外部指令進行人們所期望的運動，輸出量能迅速而準確地響應(yīng)輸入指令的變化，伺服系統(tǒng)也稱為隨動系統(tǒng)或自動跟蹤系統(tǒng)通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。

1.按工作電源種類分為：直流電動機系統(tǒng)、交流電動機系統(tǒng)

2.按工作原理可分為：開環(huán)式系統(tǒng)、閉環(huán)式系統(tǒng)

3.按驅(qū)動部件分為：直流電機系統(tǒng)、交流電機伺服系統(tǒng)

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R911333971   DKC10.3-012-3-MGP-01V24

 伺服驅(qū)動器的選型步驟：

  1．需求分析。

  確定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度或定位精度、安裝尺寸、是否需要閉環(huán)、成本；

  2．選擇電機。

  首先確定電機類型；然后根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、安裝尺寸選擇電機；

  3．選擇反饋元件

  根據(jù)是否需要閉環(huán)，決定是否選用反饋元件，如編碼器、測速機、旋變等；

  根據(jù)轉(zhuǎn)速精度或定位精度選擇反饋元件的類型及參數(shù)。

  4．選擇驅(qū)動器。

  根據(jù)電機功率，和以上綜合因素選擇驅(qū)動器；

  選擇驅(qū)動器時，不僅需考慮和電機的匹配，還需考慮控制方式。選擇適合自己控制器的控制方式，也很重要。

  主要視具體應(yīng)用情況而定，簡單地說要確定：負載的性質(zhì)（如水平還是垂直負載等），轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機和配用驅(qū)動器或控制器的型號。

通用型伺服驅(qū)動器的特點：

  *內(nèi)置電壓前饋，轉(zhuǎn)矩前饋控制，實現(xiàn)位置指令的高動態(tài)響應(yīng)。

  *內(nèi)置位置指令平滑，使得速度更加柔和，減小機械沖擊，提高機械使用壽命。

  *內(nèi)置轉(zhuǎn)矩指令濾波功能，降低機械噪聲。

  *慣量自識別功能。

  *可編程的16段位置指令功能。直接設(shè)置指令長度，運行速度，加減速時間，伺服根據(jù)設(shè)置自動規(guī)劃出4次方位置曲線運動。

  *具有位置指令疊加功能?？赏瑫r追蹤兩路脈沖指令的總和。

  *內(nèi)置全閉環(huán)功能，對第二編碼器進行位置閉環(huán)。

  *多種速度指令來源，具有可編程16段速功能。

  *增益自調(diào)整功能，通過設(shè)置剛性等級，調(diào)整伺服的剛度。

  *內(nèi)置中斷定長功能，實現(xiàn)外部信號觸發(fā)后，走一個固定的長度。

  *內(nèi)置全閉環(huán)控制功能，可外接第二編碼器，將機械的實際位置反饋到伺服，消除機械打滑對位置精度的影響，使得位置精度更高。