伺服(Servo)驱动系统是利用伺服电机的转矩控制系统,实现精确的位置、速度及加减速度控制的一个闭环控制系统,常见于工业自动化、航空航天、机器人等领域。简单来说,伺服是一种能够对旋转或者线性运动进行控制的系统。
伺服常见的应用包括:气缸伺服、转台伺服、步进伺服等,这些伺服驱动系统在自动化生产设备中应用十分广泛。
伺服驱动系统的原理是将当前位置(由编码器反馈)、期望位置(由运动控制器即上位机决定)比较,得出误差信号,将误差信号放大后通过电机驱动器,驱动伺服电机,使机器运动达到期望位置。也就是说,伺服系统的运动是由伺服电机、编码器、运动控制卡组成的一个自控制循环。
在伺服系统中,编码器是非常重要的元件,用于实时测量运动电机沿轴线轴向的位移,将位移转化成数字信号传输给控制器,从而实现定位。
伺服与步进都是控制运动的方式,两者相比,伺服具有更高的控制精度、更高的速度响应性、更好的抗扰性、更大的输出力矩和高可靠性等特点。在机床、包装机械等高精度控制领域,通常会采用伺服作为驱动方式。
而步进电机则具有结构简单、体积小、价格便宜等优点,在一些需要进行简单低速控制且要求成本较低的领域得到广泛应用,例如打印机、摄像机等。
伺服在应用过程中,存在一些局限性。例如,伺服系统的价格比较昂贵,特别是高性能、高包容误差的伺服系统,经济成本会更高。此外,由于伺服系统采用了闭环控制,过程中会引入反馈延迟和位移误差,当控制系统的动态响应变慢时,位移误差也会增大。
因此,在选择伺服驱动系统时,需严格根据实际的应用需要进行评估和选择,确保能够达到最佳的控制效果,同时也要兼顾经济性和实用性。