◇第6章伺服控制集统 鸳成静子機械高孕学按 Chengdu Electromechanical College 第6章伺服控制系统 6.1概述 6.2执行元件 6.3电力电子变流技术 6.4PWM型变频电路 思考题 BACK
第6章 伺服控制系统 第6章伺服控制系统 6.1 概述 6.2 执行元件 6.3 电力电子变流技术 6.4 PWM 思考题
◇第6章伺服控制条统 鸳成静⑦子機械高等华和学校 Chengdu Electromechanical College 6.1概述 6.1.1伺服系统的结构组成 机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多， 但从自动控制理论的角度来分析，同服控制系统一般 包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较 环节等五部分。图6-1给出了伺服系统组成原理框图
第6章 伺服控制系统 6.1 6.1.1 机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多， 但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般 包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较 环节等五部分。图6-1给出了伺服系统组成原理框图
◇第6章伺服控制条统 ξ成条图子機裁高华和学按 Chengdu Electromechanical College 输入指令 比较 调节 执行 被松 输出量 元件 几件 元件 对象 测量 元 图6-1伺服系统组成原理框图
第6章 伺服控制系统 图6-1 伺服系统组成原理框图
◇第6章伺服控制集统 ξ成静⑦子機械高孕学发 Chengdu Electromechanical College 1.比较环节； 比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比 较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，通常由专门的 电路或计算机来实现。 2.控制器： 控制器通常是计算机或PID控制电路，其主要任务是对 比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按 要求动作。 3.执行环节； 执行环节的作用是按控制信号的要求，将输入的各种形 式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作。机电一体化系 统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等
第6章 伺服控制系统 1.比较环节; 比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比 较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，通常由专门的 电路或计算机来实现。 2.控制器; 控制器通常是计算机或PID控制电路，其主要任务是对 比较元件输出的偏差信号进行变换处理，以控制执行元件按 要求动作。 3.执行环节; 执行环节的作用是按控制信号的要求，将输入的各种形 式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作。机电一体化系 统中的执行元件一般指各种电机或液压、气动伺服机构等
◇第6章伺服控制集统 ξ成务⑦子機械高等卓和学校 Chengdu Electromechanical College 4.被控对象， 5检测环节； 检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所 需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。 6.1.2伺服系统的分类 伺服系统的分类方法很多，常见的分类方法有以下三 种。 (1)按被控量参数特性分类。 (2)按驱动元件的类型分类。 (3)按控制原理分类
第6章 伺服控制系统 4.被控对象; 5.检测环节; 检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所 需要的量纲的装置，一般包括传感器和转换电路。 6.1.2 伺服系统的分类方法很多，常见的分类方法有以下三 种。 (1)按被控量参数特性分类。 (2)按驱动元件的类型分类。 (3)按控制原理分类
◇第6章伺服控制集统 ξ成条图子機裁高华和学按 Chengdu Electromechanical College 6.1.3伺服系统的技术要求 1.系统精度 伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的 精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差、 稳态误差和静态误差三个方面组成。 2.稳定性 伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消 失以后，系统能够恢复到原来稳定状态的能力；或者 当给系统一个新的输入指令后，系统达到新的稳定运 行状态的能力
第6章 伺服控制系统 6.1.3 1. 伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的 精确程度，以误差的形式表现，可概括为动态误差、 稳态误差和静态误差三个方面组成。 2. 伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消 失以后，系统能够恢复到原来稳定状态的能力；或者 当给系统一个新的输入指令后，系统达到新的稳定运 行状态的能力
◇第6章伺服控制集统 ξ成静⑦子機械高孕学发 Chengdu Electromechanical College 3.响应特性 响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速 度，决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关， 如计算机的运行速度、运动系统的阻尼和质量等。 4.工作频率 工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围。 当工作频率信号输入时，系统能够按技术要求正常工作； 而其它频率信号输入时，系统不能正常工作。 BACK
第6章 伺服控制系统 3. 响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速 度，决定了系统的工作效率。响应速度与许多因素有关， 如计算机的运行速度、运动系统的阻尼和质量等。 4. 工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围。 当工作频率信号输入时，系统能够按技术要求正常工作； 而其它频率信号输入时，系统不能正常工作
◇第6章伺服控制条统 鸳成静⑦子機械高等华和学校 Chengdu Electromechanical College 6.2执行元件 6.2.1执行元件的分类及其特点 执行元件是能量变换元件，其目的是控制机械执 行机构运动。机电一体化伺服系统要求执行元件具有 转动惯量小，输出动力大，便于控制，可靠性高和安 装维护简便等特点。根据使用能量的不同，可以将执 行元件分为电磁式、液压式和气压式等几种类型，如 图6-2所示
第6章 伺服控制系统 6.2 执行元件 6.2.1 执行元件是能量变换元件，其目的是控制机械执 行机构运动。机电一体化伺服系统要求执行元件具有 转动惯量小，输出动力大，便于控制，可靠性高和安 装维护简便等特点。根据使用能量的不同，可以将执 行元件分为电磁式、液压式和气压式等几种类型，如 图6-2所示
◇第6章伺服控制系统 ξ成条③子機核高辞学按 Chengdu Electromechanical College 交流AC)同报旦动 旦动礼 旦磁式 旦磁铁及其 直流①C)饲报自动 油 步进自机 液压式 执行元生 其它旦机 液压马达 双金片 气 气压式 气压马达 形状记忆台金 其它 与材料有关 压旦元但 图6-2执行元件的种类
第6章 伺服控制系统 图6-2 执行元件的种类
◇第6章伺服控制集统 ξ冰导配于格裁高孕学发 Chengdu Electromechanical College (1)电磁式执行元件能将电能转化成电磁力，并用电 磁力驱动执行机构运动，如交流电机、直流电机、力矩 电机、步进电机等。 (2)液压式执行元件先将电能变化成液体压力，并用 电磁阀控制压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执 行机构运动。 (3)气压式执行元件与液压式执行元件的原理相同， 只是介质由液体改为气体
第6章 伺服控制系统 (1)电磁式执行元件能将电能转化成电磁力，并用电 磁力驱动执行机构运动，如交流电机、直流电机、力矩 电机、步进电机等。 (2)液压式执行元件先将电能变化成液体压力，并用 电磁阀控制压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执 行机构运动。 (3)气压式执行元件与液压式执行元件的原理相同， 只是介质由液体改为气体