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伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制灵活方便。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角),其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。
现代制造业的生产模式正从大批量、标准化生产,往小批量、定制化、个性化的生产方向转变,这种变化对于机器人产品和智能装备的需求与日俱增,其中也包括对制造设备的柔性、可重构性和成本效益等方面都提出了一定的要求。另一方面,未来制造业所面临的挑战有:新一轮的工业呼唤机器人发展;劳动力成本上升加速机器人应用需求;新技术进步促进提升机器人性能;客户定制化依赖机器人制造。制造业的三项关键技术正在发生着重大转变:生产方式朝着数字化制造、生产决策朝着人工智能、生产工具朝着智能型机器人方向演进,用机器人来武装中国制造是转型升级的唯一出路,机器人与新一代信息技术(物联网、大数据、云计算和人工智能等)的融合,将对人类的生产、生活产生性的颠覆。
谈谈3环,伺服一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。内的PID环就是电流环,此环在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算小,动态响应快。第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说模式都使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。