伺服系统的构成可分为以下核心部分,结合不同应用场景和定义范围有所差异:
一、狭义构成(基础三要素)
控制器 负责接收输入指令(如数控信号),通过反馈信号计算偏差,并输出控制信号调节执行机构。常见的控制器包括PLC(可编程逻辑控制器)、变频器、运动控制卡等。
执行机构
将电能转换为机械能,驱动被控对象(如电动机、液压装置等)实现位置、速度或力矩的精确控制。例如,电动机通过电磁力转动机械部件,液压装置通过油压传递动力。
反馈装置
实时检测被控对象的状态(如位置、速度、力矩),并将数据反馈给控制器。常见的反馈装置包括编码器、传感器(如光电传感器、压力传感器等)。
二、广义构成(扩展要素)
在工业机器人等复杂系统中,伺服系统还包含以下部分:
伺服驱动器: 作为控制器与执行机构之间的桥梁,负责电力转换和信号调节。 被控对象
辅助装置:如电源系统、散热装置、防护装置等,确保系统稳定运行。
三、控制原理核心环节
伺服系统的控制通常基于闭环控制理论,包含以下关键环节:
比较环节:
将输入指令与反馈信号对比,产生偏差信号。
控制器:
对偏差信号进行PID等算法处理,生成控制指令。
执行环节:
根据控制指令调节执行机构动作。
四、典型应用说明
工业机器人:采用三环控制结构(电流环、速度环、位置环),通过变频技术实现精准运动控制。
数控设备:如数控机床,通过伺服系统实现刀具路径的精确跟随。
综上,伺服系统通过控制器、执行机构、反馈装置的协同工作,实现高精度、高效率的自动化控制,广泛应用于机械加工、机器人、航空航天等领域。