伺服驱动系统选择与设计PPT学习教案.pptx

伺服驱动系统是自动化设备中的关键组成部分，主要用于精确控制机械设备的运动。这篇PPT学习教案主要涵盖了伺服驱动系统的选择与设计，包括其基本组成、分类、机电一体化系统的需求以及执行元件的类型、特点和选择标准。 伺服系统一般由电源装置、检测装置、信号转换电路、放大装置、执行机构、被控对象、信号输入输出和补偿装置等构成。这些组件共同协作，确保系统能够快速、精确并稳定地响应指令，实现位置、速度或扭矩的精确控制。 伺服系统的分类依据不同的控制原理、驱动方式、被控量性质和执行元件。按控制原理，可分为开环、全闭环和半闭环系统；按驱动方式，有电气伺服、气压伺服和液压伺服；按被控量性质，包括速度、位置、同步和扭矩控制等形式；按执行元件，常见的是步进伺服、直流伺服和交流伺服。值得注意的是，开环系统通常使用步进电机，而闭环和半闭环系统多采用直流伺服电机。 机电一体化系统对伺服系统有特定的要求，主要包括快速性、精确性和稳定性。快速性要求输出能迅速响应指令变化；精确性则指输出能精确跟随指令；稳定性是确保系统在各种工况下保持稳定运行的能力。 执行元件是伺服系统中能量转换的关键部分，将输入能量转化为机械运动。它们可以是电动机、液压缸或气动执行器等。不同类型的执行元件各有优缺点，例如，电气式执行元件（如步进电机和直流电机）响应速度快，易于编程，但可能受到过载和噪声的影响；气压式执行元件成本低、速度快，但功率较小，远距离传输困难；液压式执行元件功率大、响应快，但设备不易小型化，且对液压源要求严格，易泄漏。 在选择执行元件时，需要考虑惯量、动力、体积、维修性、快速性能、可靠性和微机控制能力等因素。伺服系统的选择和设计应考虑适用范围、控制精度和机械传动方案的简化。 步进电机作为一种特殊的执行元件，其特点是输出转角与输入脉冲严格成正比，无累积误差，可实现平滑无级调速，并且对干扰有较好的抗性。步进电机有多种类型，如旋转式和直线步进电机，以及根据励磁相数和转子结构的不同分类。反应式步进电机利用磁阻变化产生转矩，永磁式步进电机依赖永久磁铁，而混合式步进电机结合了两者的优点，具有较高的性能。 伺服驱动系统的选择与设计是实现精密自动化控制的关键，涉及多个方面，包括系统组成、分类、执行元件的特性以及满足机电一体化系统需求的技术参数。深入理解和掌握这些知识对于设计和应用高效、精确的伺服系统至关重要。