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伺服系统是一种gaoji的自动控制系统，它源自英文单词"Servo"，其核心技术——伺服控制技术，是自动控制学科与制造业、工业化应用紧密结合的关键分支之一。Zui早的伺服系统诞生于1944年美国麻省理工学院(MIT)的射频实验室，初期应用于火炮自动追踪目标的技术中。起始阶段，伺服系统普遍采用直流电动机驱动技术，到了20世纪60年代，液压控制技术显示出相对于直流伺服电动机控制的优势。随着20世纪70年代电力电子技术、计算机技术和电机制造技术的显著进步，伺服系统的性能得到了大幅度提升。

现代伺服系统经历了几个重要的发展阶段，包括交流化替代直流化、数字化控制、高度集成化、智能化、模块化以及网络化等趋势，这些发展让伺服系统能够实现高速度、高精度的控制需求。

伺服系统及其典型伺服电动机可概述如下：

1.伺服系统简介

伺服系统是一种闭环控制系统，主要用于jingque控制被控对象的状态，确保其能够自动、连续并且jingque地跟随输入信号的变化规律，输出量可以是速度、位置、运动轨迹等多种物理量。典型的伺服系统结构包括一个闭环回路，该回路包含测量、比较、放大、执行等多个环节。

2.伺服系统的组成

测量元件：用于检测被控物理量，例如角度、位移、速度等，常见器件有测速发电机、自整角机、光电编码器等。

给定元件：提供与期望被控量相符的系统输入信号。

比较元件：计算给定量与实际输出值之间的误差。

放大元件：增强比较元件输出的误差信号，以便驱动执行元件。

执行元件：直接作用于被控对象，主要为伺服电动机（如直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进伺服电动机等），也有液压马达等执行机构。

校正或补偿元件：用于调整系统动态特性，以补偿外部扰动和内部非线性等因素影响。

3.伺服系统的主要特点

jingque的检测装置：确保系统能获得高精度的反馈信号。

多样的反馈比较机制：采用诸如脉冲比较、极位比较、幅值比较等多种比较方法，现代还包括全数字比较等先进技术。

高性能伺服电动机：具有快速响应、高扭矩/惯量比和良好稳定性等特点。

宽广的调速范围：速度调节系统能够适应广泛的转速控制需求。

4.伺服系统的分类

按照调节理论分类：包括开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统。

按驱动元件分类：包括步进伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统。

按应用部位分类：分为进给伺服系统（用于直线或旋转运动部件的位置控制）和主轴伺服系统（用于主轴旋转运动控制）。

按反馈比较控制方式分类：脉冲比较伺服系统、数字比较伺服系统、相位比较伺服系统、幅值比较伺服系统以及全数字伺服系统等。

5.伺服电动机的类型：

（1）直流伺服电动机：

直流伺服电动机基于一般直流电动机的工作原理，但针对伺服应用做了优化设计。

特点包括：

（1）相对于直径而言，电枢通常较长，以增加力矩输出和提高动态响应。

采用斜槽设计的电枢，有助于减少机械振动和噪声，提高运行平稳性。

（2）低速大扭矩、宽调速电动机：

这类电动机特别适用于需要在低速时产生较大扭矩和宽范围调速的应用场合。

（3）两相异步电动机：

原理类似于感应电动机，同样具有细长电枢和斜槽设计，适用于高频（如50Hz、60Hz、400Hz）工作环境，功率较小，常用于精密定位和伺服控制领域。

（4）三相异步电动机：

在工业自动化和伺服系统中广泛应用，因其结构坚固、维护方便而受欢迎。

（5）转差电动机：

利用转差率来改变电动机输出特性，常用于速度控制和位置控制。

（6）步进电动机：

通过受控的电脉冲序列产生jingque的离散位置移动，尤其适合于需要jingque定位且无需连续旋转的应用。

（7）力矩电动机：

主要特点是能在很低转速甚至堵转状态下持续输出大力矩，适用于力平衡系统和需要大启动转矩的应用。

（8）无刷电动机：

无需机械换向器，通过电子换向实现，具有寿命长、噪音低、维护少的优点。

6.新技术伺服电动机：

高密度电动机：小型化设计，制造工艺先进，能够在较小体积内实现高效能，适用于高端伺服系统，尤其是小功率场合。

嵌入式磁钢速率伺服电动机：利用磁极效应改进设计，实现真正的无位置传感器速率控制，提高了伺服系统的稳定性和可靠性。

7.伺服电动机的选择原则：

执行电动机必须满足负载要求，提供足够动力和力矩，保证负载的运动性能。

必须具备快速正反转、快速起停能力，确保系统响应速度快。

具备较宽的调速范围，以适应不同的工作条件。

电动机本身应具有较高的效率、较小的尺寸和重量。

选择电动机时需要考虑的因素：

确定电动机类型和额定输入输出参数、控制方式。

确定电动机至负载间的传动装置类型、速比、传动级数和速比分配。

计算传动装置的转动惯量和传动效率。

8.伺服电动机的选择方法：

直流伺服电动机的选择：

输出转矩、转速和功率必须满足负载要求，控制特性需适应所需的调速范围和转矩变化范围。

功率估算：确保电动机提供的功率足够，既不能过小也不能过大。

发热校核：检查电动机在Zui大负载下的温升是否符合安全规定。

转矩过载校核：确保电动机能承受瞬间过载转矩而不损坏。

动态品质校验：电动机应有足够的动态响应能力和稳定性。

力矩电动机的选择：

力矩电动机由于其低速大扭矩、波动小、机械特性硬等特点，适合于力平衡和需要低速稳定运行的场合

步进电动机的选择：

步进电动机选择时关注的主要参数包括步距角、精度、转矩和工作频率，以确保满足应用所需的jingque位置控制和速度要求。