伺服系统的基本概念
伺服系统，即随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号，从而获得精确的位置，速度或力输出的自动控制系统。大多数伺服系统具有检测反馈回路，因而伺服系统是一种反馈控制系统。按照反馈控制理论，伺服系统需不断检测在各种扰动作用下被控对象输出量的变化，与指令值进行比较，并用两者的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被控对象输出量始终跟踪输入的指令值。 伺服系统使根据输入的指令值与输出的物理量之间的偏差进行动作控制的。因此伺服系统的工作过程是一个偏差不断产生，又不断消除的动态过渡过程。 伺服系统的基本结构形式
从自动控制理论的角度来分析，无论多么复杂的伺服系统，都是由一些功能元件组成的。图1是由各功能元件所组成的伺服系统基本结构方框图，下面对各功能元件的作用加以说明。 输入 输出 信号
图1 伺服系统基本结构方框图 (1) 比较元件 是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得制 系统动作的偏差信号的环节，通常可通过电子电路或计算机软件来实现。 (2) 调节元件 又称控制器，是伺服系统的一个重要组成部分，其作用是对比较元件输出的偏差信号进行变换、放大，以控制执行元件按要求动作。调节元件的质量对伺服系统的性能有着重要影响，其功能一般由软件算法加硬件电路实现，或单独由硬件电路实现。 (3) 执行元件 其作用是在控制信号的作用下，将输入的各种形式的能量转换成机械能，驱动被控对象工作。机电一体化产品中多采用伺服电机作为执行元件。 (4) 被控对象 是伺服系统中被控制的设备或装置，是直接实现目的功能或主功能的主体，其行为质量反映着整个伺服系统的性能。被控对象一般都是机械装置，包括传动机构何执行机构。 (5) 测量反馈元件 是指传感器极其信号检测装置，用于实时检测被控对象的输出量并将其反馈到比较元件。 伺服系统还可以被看作时由电气控制装置何机械执行装置两大部分组成的，如图2所示。在控制信号传递路线上，电气控制装置与机械执行装置以执行元件作为接口；在信号反馈路线上，两者以传感器作为接口。
图2 伺服系统的组成
伺服系统的基本类型
伺服系统的种类很多,采用不同的分类方法,可得到不同类型的伺服系统。 按被控量的不同可将伺服系统分成位置、速度、力等伺服系统，其中最常见的是位置伺服系统，如数控机床的伺服进给系统等。 按所采用的执行元件的不同可将伺服系统分成电气、液压、气动等伺服系统。电气伺服系统采用伺服电机作为执行元件，在机电一体化产品中应用比较广泛。 按控制方式的不同可将伺服系统分为开环、闭环、半闭环等伺服系统。开环系统中无反馈元件，结构简单，但精度低；闭环伺服系统直接对输出量进行检测和反馈，并根据输出量对输入量的实际偏差进行控制，因而精度高，但结构复杂、成本高；半闭环伺服系统的检测反馈元件位于机械执行装置的中间某个部位，将大部分机械构件封闭在反馈控制环之外，性能介于开环和闭环伺服系统之间。
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