第六章伺服关键系统6学时.ppt

【伺服系统基本概念】 伺服系统，又称为随动系统，是自动化控制中的一个重要组成部分，其主要任务是根据控制信号来精确地控制位移、速度、力或力矩等参数。伺服系统的构成包括电气控制装置和机械执行装置两大部分，其中电气控制装置作为接口接收控制信号，而机械执行装置则通过传感器进行反馈，形成闭环控制。 【伺服系统基本类型】 伺服系统按照不同的分类方式，可以分为多种类型。依据控制原理，伺服系统可分为开环、闭环和半闭环三种形式，这取决于系统是否包含反馈机制。根据被控量性质，有位移伺服、速度伺服、力伺服和力矩伺服等。按驱动方式，有电气、液压和气压等伺服驱动形式。而根据执行元件的不同，常见的有步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服。 【伺服系统基本要求】 1. **精度**：伺服系统的精度直接影响其控制效果，通常通过稳态误差来衡量，包括组成元件本身的误差、传感器的灵敏度和精度，以及系统结构等因素。 2. **响应速度**：系统需要快速响应控制信号的变化，具备较高的动态性能，例如在启动、制动、加速和减速过程中能快速调整状态。 3. **调速范围**：伺服系统应具备宽广的调速范围，确保在高速和低速时均能稳定输出力或力矩，并在零速时保持“锁定”状态，减少惯性影响。 4. **应变能力和过载能力**：伺服系统需要承受频繁启停、制动和反转，以及在低速大转矩时具有过载能力，以防止损坏。 【常见电气伺服驱动装置特点】 1. **步进电机**：步进电机通过数字脉冲控制转角，适用于开环系统，控制简单，响应快，但需要定期维护换向器件。 2. **直流伺服电机**：拥有高精度和宽调速范围，能承受较大过载，响应速度快，适合快速响应的应用。 3. **交流伺服电机**：结合了直流伺服电机的优点，无需磁极位置检测器，采用无接触换向器件，维护更方便，且功率密度和动态性能优越。 【电机一体化系统要求】 一体化伺服电机系统要求电机具有高功率密度和快速响应性能，能够适应宽广的调速范围，满足频繁启停和快速转速变化的工作需求，同时保证在各种工况下的稳定输出力或力矩。 伺服系统是自动化控制中实现精确运动控制的关键技术，其性能直接影响着设备的精度、响应速度和稳定性。不同类型的伺服系统适用于不同应用场景，选择合适的伺服系统对提高设备性能至关重要。