伺服系统应用于哪儿_伺服系统应用实例

伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、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、速度和位置控制非常灵活方便。

本文首先介绍了伺服系统的组成，其次介绍了伺服系统的特点、作用及分类，最后阐述了伺服系统应用领域、应用趋势及实例，具体的跟随小编一起来了解一下。

伺服系统组成

系统主要由触摸屏、PLC、伺服驱动器、永磁同步伺服电机组成，其中伺服电机是运动的执行机构，对其进行位置、速度和电流三环控制，从而达到用户的功能要求。

伺服系统的特点、作用及分类

特点

1、精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制；

2、有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种；

3、高性能的伺服电动机（简称伺服电机）：用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节；

4、宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。

主要作用

1、以小功率指令信号去控制大功率负载;

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。

主要分类

从系统组成元件的性质来看，有电气伺服系统、液压伺服系统和电气-液压伺服系统及电气-电气伺服系统等；

从系统输出量的物理性质来看，有速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等；

从系统中所包含的元件特性和信号作用特点来看，有模拟式伺服系统和数字式伺服系统；

从系统的结构特点来看，有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。

伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统。

伺服系统的应用

1、激光加工领域

2、机器人领域

3、数控车床领域

4、大规模集成电路制造办公自动化设备

5、雷达等高科技领域

伺服系统应用趋势

自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。

伺服系统的应用实例_纺织机械中的应用

目前国内纺织工业中纺织机械伺服应用约占国内伺服应用总量的8%左右，下面就伺服系统在纺织机械中的应用进行论述。

1、在梳理领域的应用

目前，生产线设备，在外观形态和内在质量上，都已有了长足的发展，具备了精细抓棉能力，设计更加人性化，有着友好的人机界面，操作维护也更加简便。声、光、电、气、变频传动技术、先进的伺服系统等新技术以及新工艺、新的梳棉理论被大量采用，体现在清梳联生产线的设计制造中，促使清梳联生产线向高产、高速、节能、优质的方向发展，提高了生产的稳定性、可靠性，保证了整个生产流程能够同步、连续、平稳地运行，把棉条长短片段的不匀率、棉结含量、生条含杂率都稳定控制在一定的范围内，保证了后部生产工序的原料质量。

2、在并条机上的应用

随着纺纱生产要求的不断提高，在并条机上应用自调匀整技术己显得十分重要，这能自动有效地检测喂入纱条长短片段条干的不匀，可实时调节牵伸倍数，从而有效地控制输出纱条的质量，但这种控制系统尚有较大的提升空间。

FA387型并条机通过伺服电机及数字化闭环控制技术，实现了主牵伸无级调节和动态监控，最小牵伸倍数可在±0.01倍范围内调节，重量控制精度可达0.05g/（5m），纱条质量稳定，运转可靠。其先进的的电子控制和自动化技术有效地降低了并条机的功耗和运转噪声，操作维护方便，每万锭运转班修机工可减少4～8人，每年可节约资金约20万元。

FA398A型并条机采用了计算机控制、伺服驱动、变频调速以及传感器检测等先进电子技术，实现了开环控制短片段的全过程自调匀整和对纱条的实时控制，对于不同品种在不同速度等条件下试验时，均能达到稳定控制、匀整效果好，出条质量明显改善的效果，该机运开环控制的自调匀整系统控制原理图如下。

3、粗纱机上的应用

在多电动机传动系统的粗纱机中，牵伸罗拉、锭翼、筒管和龙筋分别由独立的伺服电动机传动，多电机的同步协调由一个高精度控制系统完成。采用了伺服控制系统进行数字化控制，能有效地解决起动、点动、停车过程中多电动机同步控制问题，消除粗纱机在开关车过程中纱线易产生的细节疵点，同时取消龙筋平衡重锤和差微齿轮，简化保养维修工作，并有利于节约能源、降低噪声及振动。

《新型翼导粗纱机项目探讨与可行性分析》研究了基于伺服控制系统的高速粗纱机新型翼导卷绕，管导卷绕方式已经发展成熟，但由于其自身的局限性，导致难以进一步提高纺纱速度和成纱质量。而在现在的科技条件下，翼导的缺点能被克服，其优点可以显现，从而为粗纱机的发展提供新的思路。

4、细纱机上的应用

伺服系统由控制器、驱动器、执行电动机和传感器构成，主要运用在细纱机的集体落纱系统，传统的细纱机的锭子、罗拉及钢领板的升降都靠主电机传动，主电机多使用双速电机，慢速仅用于启动，高速为正常工作，在纺纱过程中断头率高。

随着微电子及计算机技术的发展，可编程序控制器及交流伺服控制器和网络等技术在细纱机控制上的应用，简化了机构，提高了精度，利于稳定纺纱张力、减少断头和毛羽，大大提高了纺织细纱机的生产效率。

这个系统主要包括触摸屏、PLC、变频器以及伺服系统，数字牵伸传动相对传统传动方式有质的飞跃，它抗干扰能力强，实现了罗拉转速的精确控制，有利于牵伸倍数和成纱品质的提高。

伺服系统是实现纺织机械自动化、数字化控制系统的重要组成部分，当前我国无论是在技术上还是在产业化应用上都与国外先进水平有着不小的差距，这对于我们来说谋求先进的伺服控制技术意义重大，因此创新产学研结合模式，大力推动企业、高校和科研院所建立紧密的合作关系，促进伺服控制系统更好地应用于纺织机械，提高纺织机械的性能显得十分必要和紧迫。

我们有理由相信在未来的几年，必定会出现一些强势的国产品牌，能够为客户提供优质服务，并推动整个纺织机械行业走向成熟，进一步提升纺织设备的国际竞争力。