Page 196 - 电气自动化控制技术研究

电气自动化控制技术研究

第二节 伺服电机控制技术的应用及发展探究

一、伺服控制系统概述

（一）内涵
在目前现代信息化技术的不断发展中推动了伺服电控技术的发展以及伺服电控系统的

在各个行业中的应用，而此种系统属于自控系统的类型，也是一种负反馈系统，或者被称
为动态随动系统，就是会随着给定信号的不同而发生控制对象的改变，在此系统中比较重
要的几个部分主要有受控体、执行器、控制器以及传感器等，其中的受控体就是被控物件，

而功率放大器和马达共同组成了执行器。目前此系统按照不同的执行元件主要分为电气伺
服系统和电液伺服系统两种，其中前者的可靠性和稳定性比较好，也便于进行维修和保养，
而后者的特点就是采用电液脉冲马达作为驱动中心，表现出具有较高的反应灵敏性、较好

的刚性以及较小的时间常数等特点，且由于具有较小的速度起伏变化而具有运行稳定的特
点。但是此种类型的伺服系统在运行中容易出现较大的噪声以及发生漏油的问题。而伺服

系统按照反馈方式的不同还可以分为多种不同的类型，主要有脉冲数字比较、幅值比较或
者是相位比较、全数字伺服系统等。
（二）类型

按照不同的控制理论来对伺服系统进行分类，主要分为以下三种类型：一是开环伺服
系统。此种系统的内部不存在运动反馈的控制回路和检测的反馈装置，具有工作稳定以及

较低成本、结构简单、调试维护简单等优点。在此系统中主要的驱动部件就是步进电动机，
在此系统的应用中步距角、机械传动等精度会对此系统的精度造成影响，比较适合在精度
和速度要求不高的设备中应用。二是半闭环伺服系统。此种系统的主要构成有无刷旋转变

压器以及测量速度的发电机，其中的变压器中由于使用了脉冲编码器，因此不会受到非线
性因素的影响，而且由于将检测位置和速度的器件安装在电机轴或丝杆上，可以收集其信
号进行反馈，实现系统的机械传动机制。因此此种系统比较适合在数控机床中应用，也就

是需要在具有偏低精度要求的机械转动装置中应用。同时为了提升其加工精度，可以应用
数控装置来发挥其内部的误差补偿功能以及间隙补偿功能。三是全闭环伺服系统。此系统
的主要构成有比较环节、伺服驱动放大器、机械传动装置以及电动机和直线位移测量装置

等。其中的驱动部分主要就是可以对机床运动部件的移动量进行监测、反馈与修正。而且
在对机床部件进行测量时，可以通过具有较高精度的全闭环控制位置系统以及在工作台上

安装的光棚或感应同步器等来实现加工精度的提升。但是此种系统运行中容易受到非线性
因素的影响，而且具有较为复杂的安装和调试过程。

188