伺服控制是什么意思(伺服系统的基本要求、特点和分类)

CNC机床伺服系统的功能是接收来自CNC设备的指令信号，并驱动机床运动部件以跟随指令脉冲运动，并确保需要高质量速度的快速准确的运动。并定位伺服。上面除了主要运动的伺服控制外，主要是指进给伺服控制，但是对控制的要求不如前者高。诸如数控机床的精度和速度之类的技术指标主要取决于伺服系统。

一、伺服系统的基本要求和特点

1.伺服系统的基本要求

（1）极好的稳定性：稳定性是指在给定的输入或外部干扰下，经过短暂的调整过程，系统可以达到新状态或返回其原始平衡状态。

（2）高精度：伺服系统的精度是指输出可以跟随输入的精度。作为精密加工CNC机床，所需的定位精度或轮廓加工精度通常较高，容许偏差通常为0.01?0.00lmm。

（3）良好的快速响应：快速响应是伺服系统的动态质量信号之一。即，跟踪命令信号的响应必须是快速的。一方面，过渡时间应该很短，通常在200ms或少于10毫秒之内。另一方面，为了满足超调要求，过渡过程的前沿需要陡峭的速度，即速度。上升的幅度应该很大。

2.伺服系统的主要特征

（1）精密传感装置：对速度和位置形成闭环控制。

（2）有各种反馈比较原理和方法。根据传感设备实现信息反馈的原理，伺服系统的反馈比较方法也有所不同。当前有三种类型的脉冲比较：相位比较和幅度比较。

（3）高性能伺服电动机（简称伺服电动机）：高效和复杂的表面处理对于CNC机床，伺服系统经常启动和频繁制动。为了产生足够大的加速或制动转矩，电动机的输出转矩与惯性矩之比必须较大。伺服电机必须具有足够大的输出转矩，并且必须在低速下平稳运行，以程度地减少与机器运动部件的连接中的中间环节。

（4）调速范围大的调速系统，即调速伺服系统：从系统的控制结构来看，数控机床的位置闭环系统可以看作是一双。带外环的位置调整和带内环的速度调整。闭环自动控制系统，内部实际工作过程将位置控制输入转换为与给定信号相对应的速度，然后通过速度控制系统实现伺服电机的实际排量。数控机床的主要运动需要高速控制性能，因此伺服系统需要高性能的宽速度控制系统。

　二、伺服系统的分类

伺服系统根据步进伺服系统，直流电动机（称为DC电动机）伺服系统，交流电动机（称为AC电动机）伺服系统等驱动部件进行分类。根据控制方法，有开环伺服系统，闭环伺服系统，半闭环伺服系统，实际上，CNC系统分为三类：开环，闭环和半闭环。它涉及到伺服系统的三种方法。

1.开环系统

开环系统主要由三部分组成：驱动电路，执行器和机床。常用的致动器是步进电动机。以步进电机为执行器的开环系统通常称为步进伺服系统。在这样的系统中，当以高功率驱动时，步进电动机被用作致动器。驱动电路的主要任务是将指令脉冲转换为驱动执行器所需的信号。

2.闭环系统

闭环系统主要由五个部分组成：执行器，传感装置，比较连杆，驱动电路和机床。在闭环系统中，传感元件检测机床上运动部件的实际位置，将其转换为电信号并将其反馈给比较链接。典型的传感组件包括旋转变压器，感应同步器，光栅，磁栅和编码器盘。通常，将由安装在丝杠上的传感元件组成的伺服系统称为半闭环系统，将由安装在工作台上的传感元件组成的伺服系统称为闭环系统。由于丝杠与工作台之间的传递误差，半闭环伺服系统的精度低于闭环伺服系统的精度。

比较链接的功能是比较命令信号和反馈信号。两者之间的差异将用作伺服系统中的下一个错误。通过驱动电路控制执行器，以保持工作台移动，直到下一个误差为零为止。根据进入比较链路的信号形状和反馈检测方法，闭环（半闭环）系统可以分为三种类型：脉冲比较伺服系统，相位比较伺服系统和幅度比较伺服系统。

由于比较链接的输出信号相对较弱，不足以驱动执行器，因此需要放大，并为此设置了驱动电路。

致动器的功能是根据控制信号将代表位移的电信号转换为机械位移。即，比较链接上的下一个错误信号。常用的执行器有直流宽调速电动机，交流电动机等。执行器是伺服系统的组成部分，每个执行器的驱动电路都不同。

近，我们学校开发了一种高性能AC伺服（数控机床）控制系统。该系统性能稳定，质量稳定，可广泛用于数字雕刻，包装机械，模具生产等工业生产应用。更适合机电一体化，电子设备，电气自动化和电气自动化。学生（研究生）生产实践和课程设计等实验研究课程。