伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

　　機電一體化的伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。

　　伺服系統(tǒng)組成原理框圖

　　1.比較環(huán)節(jié)

　　比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號的環(huán)節(jié)，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)。

　　2.控制器

　　控制器通常是計算機或PID（比例、積分和微分）控制電路，其主要任務(wù)是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動作。

　　3.執(zhí)行環(huán)節(jié)

　　執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用是按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機械能，驅(qū)動被控對象工作。機電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機或液壓、氣動伺服機構(gòu)等。

　　4.被控對象

　　被控對象指被控制的物件，例如一個機械手 臂，或是一個機械工作平臺。

　　5.檢測環(huán)節(jié)

　　檢測環(huán)節(jié)是指能夠?qū)敵鲞M行測量并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。

　　伺服系統(tǒng)的特點和功用

　　伺服系統(tǒng)與一般機床的進給系統(tǒng)有本質(zhì)上差別，它能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運動速度與位置。伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成，具有以下特點：

　　必須具備高精度的傳感器，能準確地給出輸出量的電信號。

　　功率放大器以及控制系統(tǒng)都必須是可逆的。

　　足夠大的調(diào)速范圍及足夠強的低速帶載性能。

　　快速的響應(yīng)能力和較強的抗干擾能力。

　　伺服系統(tǒng)的類型

　　按控制原理分：有開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種形式

　　按被控制量性質(zhì)分： 有位移、速度、力和力矩等伺服系統(tǒng)形式

　　按驅(qū)動方式分： 有電氣、液壓和氣壓等伺服驅(qū)動形式

　　按執(zhí)行元件分： 有步進電機伺服、直流電機伺服和交流電機伺服形式

　　伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件

　　1.執(zhí)行元件的種類及其特點

　　電氣式執(zhí)行元件

　　電氣執(zhí)行元件包括直流（DC）伺服電機、交流（AC）伺服電機、步進電機以及電磁鐵等，是最常用的執(zhí)行元件。對伺服電機除了要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)以外，一般還要求動態(tài)性能好，適合于頻繁使用，便于維修等。

　　液壓式執(zhí)行元件

　　液壓式執(zhí)行元件主要包括往復(fù)運動油缸、回轉(zhuǎn)油缸、液壓馬達等，其中油缸最為常見。在同等輸出功率的情況下，液壓元件具有重量輕、快速性好等特點。

　　氣壓式執(zhí)行元件

　　氣壓式執(zhí)行元件除了用壓縮空氣作工作介質(zhì)外，與液壓式執(zhí)行元件沒有區(qū)別。氣壓驅(qū)動雖可得到較大的驅(qū)動力、行程和速度，但由于空氣粘性差，具有可壓縮性，故不能在定位精度要求較高的場合使用。