什么是伺服控制系统？由什么组成？控制方式一览

1.什么是伺服控制系统

伺服控制技术是自动化学科的重要分支之一，它是以被控对象的位置或速度作为控制量的自动控制技术。伺服控制系统则指的是以机械运动的动力设备——电动机为控制对象、以控制器为核心、以电力电子功率变换装置作为执行机构的自动化控制系统，它使被控制对象自动、精确、连续地复现输入指令的变化规律。

2.伺服控制系统的组成构架

(1)控制器：PLC，变频器，运动控制卡等其他控制设备，也称为上位机。控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量。

(2)伺服驱动器：沟通上位机和伺服电机，作用类似于变频器作用于普通交流马达。作为系统的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机上，调节电动机转矩的大小;另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电。

(3)伺服电动机：执行设备，接受来自驱动器的控制信号。

(4)机械设备：将伺服电机的圆周运动或直线电机的直线运动转换成所需要的运动形式。

(5)各类传感器和继电器：检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准。

3.伺服系统的三种控制方式

伺服系统的三种控制方式分别为速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。

(1)转矩控制——电流环控制

转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转矩的场合。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

(2)位置控制

位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

(3)速度控制——速度环控制

通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

总的来说，速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。

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