伺服系统的应用与分类

      主要作用       1、以小功率指令信号去控制大功率负载;       2、在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;       3、使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。       主要分类       从系统组成元件的性质来看,有电气伺服系统、液压伺服系统和电气-液压伺服系统及电 气-电气伺服系统等;       从系统输出量的物理性质来看,有速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等;       从系统中所包含的元件特性和信号作用特点来看,有模拟式伺服系统和数字式伺服系统;       从系统的结构特点来看,有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系 统。       伺服系统按其驱动元件划分,有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系 统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统。按控制方式划分,有开环伺服系统、闭环伺服 系统和半闭环伺服系统等,实际上数控系统也分成开环、闭环和半闭环3 种类型,就是与伺服 系统这3 种方式相关。       1、开环系统        开环系统主要由驱动电路,执行元件和机床3 大部分组成。常用的执行元件是步进电机, 通常称以步进电机作为执行元件的开环系统为步进式伺服系统,在这种系统中,如果是大功率 驱动时,用步进电机作为执行元件。驱动电路的主要任务是将指令脉冲转化为驱动执行元件 所需的信号。       2、闭环系统       闭环系统主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和机床5 部分组成。其构成 框图如图2 所示。在闭环系统中,检测元件将机床移动部件的实际位置检测出来并转换成电 信号反馈给比较环节。常见的检测元件有旋转变压器、感应同步器、光栅、磁栅和编码盘等。 通常把安装在丝杠上的检测元件组成的伺服系统称为半闭环系统;把安装在工作台上的检测 元件组成的伺服系统称为闭环系统。由于丝杠和工作台之间传动误差的存在,半闭环伺服系 统的精度要比闭环伺服系统的精度低一些。比较环节的作用是将指令信号和反馈信号进行比 较,两者的差值作为伺服系统的跟随误差,经驱动电路,控制执行元件带动工作台继续移动,直 到跟随误差为零。根据进入比较环节信号的形式以及反馈检测方式,闭环（半闭环）系统可 分为脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统和幅值比较伺服系统3 种。       由于比较环节输出的信号比较微弱,不足以驱动执行元件,故需对其进行放大,驱动电路 正是为此而设置的。       执行元件的作用是根据控制信号,即来自比较环节的跟随误差信号,将表示位移量的电信 号转化为机械位移。常用的执行元件有直流宽调速电动机、交流电动机等。执行元件是伺服 系统中必不可少的一部分,驱动电路是随执行元件的不同而不同的。