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机电技术运用及管理探究
Mechanical and Electrical Technology Application and Management Exploration

第二节 伺服电机控制技术的应用及发展探究

伺服系统通常又称随动系统，即精确跟随或复现某过程的反馈控制系统。它
最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广至其他领域，如
自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。在机电一体化装置中，伺服系
统提供装置所需的运动。目前，机电一体化产品的性能一般取决于其伺服系统的
性能，高性能的伺服系统是精密机电一体化装置的基础。本章在对伺服系统结构

进行阐述的基础上，重点研究了步进伺服系统、直流伺服系统以及交流伺服系统。
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，其中，运动要素包括位置、速度和力矩等物理量。伺服系统的

定义有多种，在机电一体化装置中，它是指以机械位置或角度作为控制对象的自
动控制系统。它通过控制电动机等能换器将电能或其他形式的能量转换成具有机
电一体化装置所需转矩、转速或转角的机械能。它是整个装置的驱动部件，以电
动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自
动控制理论的指导下组成的电气传动伺服控制系统。

一、伺服系统的分类与组成

（一）伺服系统分类

1. 按控制理论分类
按控制理论，伺服系统一般分为：开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺
服系统三类。
（1）开环伺服系统
开环伺服系统的能换部件主要是步进电机或电液脉冲马达，其指令脉冲个

数与转过的角度成线性关系，故开环系统一般不用位置检测元件实现定位，它通
过指令脉冲的个数控制位移量，借助指令脉冲的频率控制其运动速度。该系统结
构简单、易于控制，但精度差、低速不平稳、高速扭矩小，它一般适用于运动精

度要求不太高的场合。例如，轻载负载变化不大或经济型数控机床一般采用这种
系统。
（2）闭环伺服系统
闭环伺服系统是误差控制随动系统，对于数控机床，其进给系统的误差是数

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