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FESTO伺服系统演变历史及发展趋势

FESTO伺服系统演变历史及发展趋势
FESTO伺服系统演变历史及发展趋势:伺服系统(servomechanism)是使物体的位置、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、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。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)。伺服系统和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中,后来逐渐推广到很多领域,特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:①以小功率指令信号去控制大功率负载。船舵控制就是典型的例子。②在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动。③使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等
FESTO伺服系统演变历史及发展趋势:FESTO伺服源自英文单词“Servo”,顾名思义,就是指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,而其中的运动要素包括位置、速度和力矩等物理量。回顾伺服系统的发展历程,从最早的液压、气动到如今的电气化,由伺服电机、反馈装置与控制器组成的伺服系统已经走过了近50个年头。如今,随着技术的不断成熟,交流伺服电机技术凭借其优异的性价比,逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。交流伺服系统技术的成熟也使得市场呈现出快速的多元化发展,并成为工业自动化的支撑性技术之一。伺服系统的发展趋势:即高精度、高速度、大功率。伺服系统的发展要充分利用电子和计算机技术,采用数字式伺服系统,利用微机实现调节控制,增强软件控制功能,排除模拟电路的非线性误差和调整误差以及温度漂移等因素的影响,这可大大提高伺服系统的性能,并为实现最优控制、自适应控制创造条件。同时,要开发高精度、快速检测元件与高性能的伺服电机(执行元件)。
FESTO伺服系统演变历史及发展趋势:现代交流伺服系统,经历了从模拟到数字化的转变,数字控制环已经无处不在,比如换相、电流、速度和位置控制;采用新型功率半导体器件、高性能DSP 加FPGA、以及伺服专用模块也不足为奇。国际厂商伺服产品每5 年就会换代,新的功率器件或模块每2~2.5 年就会更新一次,新的软件算法则日新月异,总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线,结合市场需求的变化,可以看到以下一些最新发展趋势:高效率化:尽管这方面的工作早就在进行,但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计,也包括驱动系统的高效率化,包括逆变器驱动电路的优化,加减速运动的优化,再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。直接驱动:直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动,由于消除了中间传递误差,从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化衡量伺服系统性能的主要指标有频带宽度和精度。频带宽度简称带宽,由系统频率响应特性来规定,反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大,快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大,带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫,大型设备伺服系统的带宽则在1~2赫以下。自20世纪70年代以来,由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,使带宽达到50赫,并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此,在伺服系统中必须采用高精度的测量元件,如精密电位器、自整角机、旋转变压器、光电编码器、光栅、磁栅和球栅等。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,例如将测量元件(如自整角机)的测量轴通过减速器与转轴相连,使转轴的转角得到放大,来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件(电机、液压缸等)、反馈元件和伺服驱动器,但是要让这个系统运转起来还需要一个上位机构,PLC,专门的运动控制卡,工控机+PCI卡,以便于给伺服驱动器发送指令.FESTO伺服系统演变历史及发展趋势需要了解更多资料请登入:
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