伺服系统的组成和原理

伺服系统组成：

系统主要由触摸屏、PLC、伺服驱动器、永磁同步伺服电机组成，其中伺服电机是运动的执行机构，对其进行位置、速度和电流三环控制，从而达到用户的功能要求。

永磁同步伺服电机：

伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类，交流伺服电动机又分为异步伺服电动机和同步伺服电动机。

(1)调速范围宽，改变控制电压，要求伺服电动机的转速在宽广的范围内连续调节；

(2)机械特性和调节特性为线性，线性的机械特性和调节特性有利于提高控制系统的精度；

(3)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应立即停转；

(4)动态响应快，伺服电动机的机电时间常数要小，而它的堵转转矩要大，转动惯量要小小，改变控制电压时电机的转速能快速响应。

永磁同步电动机的空间矢量控制：

由于交流永磁伺服电机(PMSM) 采用的是永久磁铁励磁,其磁场可以视为是恒定，同时交流永磁伺服电机的电机转速就是同步转速即其转差为零，这些条件使得交流伺服驱动器在驱动交流永磁伺服电机时的数学模型的复杂程度得以大大的降低。

如图所示，可以看出,系统是基于测量电机的两相电流反馈( la、lb) 和电机位置。将测得的相电流(la 、lb ) 结合位置信息,经坐标变化(从a ,b ,c 坐标系转换到转子d ,q 坐标系) ,得到 ld,lq 分量,分别进入各自的电流调节器。电流调节器的输出经过反向坐标变化(从d ,q 坐标系转换到a ,b ,c 坐标系) ,得到三相电压指令。控制芯片通过这三相电压指令,经过反向、延时后,得到6 路PWM 波输出到功率器件,控制电机运行。系统在不同指令输入方式下,指令和反馈通过相应的控制调节器,得到下一级的参考指令。在电流环中,d ,q 轴的转矩电流分量( lq)是速度控制调节器的输出或外部给定。而一般情况下,磁通分量为零( ld=0) ，但是当速度大于限定值时,可以通过弱磁( ld< 0) ,得到更高的速度值。

位置信号的检测-编码器：

编码器（encoder）是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，以电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”，通过“１”和“０”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。

总结：

伺服系统选择控制方式，进行参数设置，完成伺服系统的相应控制过程。

设置合适的参数，使输出能够快速准确地复现输入信号，满足了伺服系统的高速、高精度的要求。

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从广义上来讲:---伺服电机=电动机(可调速、可正反转)+位移传感器(旋转编码器或电子尺); 从以上的角度讲,任何可调速、可正反转控制的电动机配上位移传感器都可组成伺服电机; 但有一条:调速、正反转控制一要简单、二要稳定可靠,还要成本低。比如普... >>详细

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一种快速响应的系统，一般指伺服电机和伺服驱动器组成的定位系统，具体你可以找本伺服原理的书籍来看，卓越网上有卖的 >>详细

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