伺服系統(tǒng)的案例
[液壓伺服系統(tǒng)]
例如在高射炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中，雷達(dá)跟蹤飛機(jī)，并將信號(hào)送給指揮儀，指揮儀計(jì)算出高射炮管應(yīng)處的位置，炮管的實(shí)際位置與指揮儀算出的指令位置在系統(tǒng)中不斷進(jìn)行比較和調(diào)節(jié)，直到誤差小于許可值時(shí)才射擊。液壓伺服系統(tǒng)通常應(yīng)包括：實(shí)際狀態(tài)的測量反饋元件；小功率指令信號(hào)的傳遞元件和大功率液壓執(zhí)行元件；期望狀態(tài)和反饋狀態(tài)的比較元件；差值信號(hào)的放大元件。液壓伺服系統(tǒng)分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。它們的指令信號(hào)分別為機(jī)械信號(hào)、電信號(hào)和氣壓信號(hào)。電液伺服系統(tǒng)因電氣控制靈活而得到廣泛的應(yīng)用；氣液伺服系統(tǒng)用于防爆的環(huán)境或容易獲得氣壓信號(hào)的場合。液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)具有必要的性能：工作穩(wěn)定；對(duì)指令信號(hào)反應(yīng)快；穩(wěn)態(tài)誤差小；對(duì)干擾不敏感。液壓伺服系統(tǒng)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種。在精密加工的定位系統(tǒng)中，液壓伺服系統(tǒng)能保證小于0.1微米的加工誤差。世界上許多巨大天文望遠(yuǎn)鏡的動(dòng)作，都是用星光作為伺服系統(tǒng)的指令信號(hào)，通過液壓伺服系統(tǒng)和執(zhí)行元件進(jìn)行跟蹤的。
四、系統(tǒng)組成
液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)﹐分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)（簡稱電液伺服系統(tǒng)）兩類。其中﹐機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用較早﹐主要用於飛機(jī)的舵面控制和機(jī)床仿型裝置上。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)﹐電液伺服系統(tǒng)在自動(dòng)化領(lǐng)域占有重要位置。很多大功率快速響應(yīng)的位置控制和力控制都應(yīng)用電液伺服系統(tǒng)﹐如飛機(jī)﹑導(dǎo)彈的舵機(jī)控制系統(tǒng)﹐船舶的舵機(jī)系統(tǒng)﹐雷達(dá)﹑大炮的隨動(dòng)系統(tǒng)﹐軋鋼機(jī)械的液壓壓下系統(tǒng)﹐機(jī)械手控制和各種科學(xué)試驗(yàn)裝置（飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)﹑振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)）等。
五、優(yōu)缺點(diǎn)
液壓伺服系統(tǒng)是從1950年開始出現(xiàn)的，幾十年來獲得了很大的發(fā)展，目前在各種技術(shù)領(lǐng)域里幾乎都廣泛的使用了液壓控制。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作快，換向迅速。
展開 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)解析，開環(huán)步進(jìn)伺服系統(tǒng)的工作原理
[導(dǎo)讀] 步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，指令信號(hào)是單向流動(dòng)的。開環(huán)系統(tǒng)沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制，系統(tǒng)簡單可靠，不需要像閉環(huán)伺服系統(tǒng)那樣進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證。
步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)是典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，指令信號(hào)是單向流動(dòng)的。開環(huán)系統(tǒng)沒有位置和速度反饋回路，省去了檢測裝置，其精度主要由步進(jìn)電機(jī)來決定，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制，系統(tǒng)簡單可靠，不需要像閉環(huán)伺服系統(tǒng)那樣進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、可靠性高、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在中小型機(jī)床和速度、精度要求不十分高的場合，得到了廣泛的應(yīng)用。
1．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類和結(jié)構(gòu)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類方式很多，根據(jù)不同的分類方式，可將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分為多種類型，如表1所示。
步進(jìn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，現(xiàn)以圖2所示的反應(yīng)式三相步進(jìn)電機(jī)為例加以說明。定子上有六個(gè)磁極，每個(gè)磁極上繞有勵(lì)磁繞組，每相對(duì)的兩個(gè)磁極組成一相，分成A、B、C三相。在定子的每個(gè)磁極上開了5個(gè)小齒，齒寬相等，齒間夾角是9°。轉(zhuǎn)子無繞組，它是由帶齒的鐵心做成的。有均勻分布的40個(gè)小齒，齒間夾角也是9°。此外，定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯(cuò)開1/3齒距。
2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理
步進(jìn)電機(jī)是按電磁吸引的原理工作，現(xiàn)以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例說明其工作原理。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的定子上有磁極，每個(gè)磁極上有激磁繞組，轉(zhuǎn)子無繞組，有周向均布的齒，依靠磁極對(duì)齒的吸合工作。如圖3所示為三相步進(jìn)電機(jī)，定子上有三對(duì)磁極，分成A、B、C三相。
步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)
開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 如圖1所示
特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)，無位置速度反饋。
展開 計(jì)算機(jī)建模與仿真在液壓伺服控制系統(tǒng)中的研究應(yīng)用
同時(shí)可以仿真較大、較復(fù)雜的、多進(jìn)程的系統(tǒng)。
3.1 MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型
3.1.1 伺服閥的數(shù)學(xué)模型伺服閥的傳遞函數(shù)為
該式中：Q0——伺服閥的流量，m3/s；
ΔI——電流增量，A；
Ksv——伺服閥的流量增益，m3/(s·A)；
ωsv——伺服閥的固有頻率，rad/s；
ξsv——伺服閥的阻尼比。
其中伺服閥的流量增益
該式中：Ksv——伺服閥的流量增益，m3/(s·A)；
qom——伺服閥的空載流量，m3/s；
In——伺服閥的額定電流，A。
3.1.2 液壓閥控缸數(shù)學(xué)模型液壓閥控缸的傳遞函數(shù)為
該式中：θ——液壓馬達(dá)負(fù)載的傳遞函數(shù)；
Ks——增益，m3/S·A；
ωh——液壓固有頻率，rad/s；
ξh——阻尼比；
3.1.3 檢測傳感器的數(shù)學(xué)模型檢測傳感器的數(shù)學(xué)模型為
該式中：Uf——傳感器電壓，V；
Kfv——傳感器的增益，(V·s)/rad。
3.1.4 放大器的數(shù)學(xué)模型分放大器的數(shù)學(xué)模型為
該式中：Ue——放大器的額定電壓，V；Ka——放大器的增益，A/V。
3.2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)系統(tǒng)的工作原理框圖和已確定的數(shù)學(xué)模型，可得出MATLAB環(huán)境下系統(tǒng)的模型，如圖4所示。
展開 液壓伺服系統(tǒng)群
本人新建了一個(gè)有關(guān)液壓伺服系統(tǒng)的群，群號(hào)為13160162，希望對(duì)電液伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真、應(yīng)用有興趣的朋友趕快加入！
本人期待各位的加入，加入時(shí)驗(yàn)證信息請(qǐng)?zhí)顚懀弘娨?em>伺服系統(tǒng)！
基于 AMESim 的閥控液壓缸液壓伺服系統(tǒng)仿真
AMESim 是法國IMAGINE 公司開發(fā)的高級(jí)工程系統(tǒng)仿真建摸環(huán)境，為機(jī)械、液壓、控制等工程系統(tǒng)提供了一個(gè)
較為完善的仿真環(huán)境。首先介紹了AMESim軟件的功能和特點(diǎn)，并以閥控液壓缸液壓伺服系統(tǒng)為例，探討了基于AMESim
的液壓伺服系統(tǒng)的模型建立、參數(shù)設(shè)置和仿真方法，得出了仿真結(jié)果，并對(duì)改變系統(tǒng)元件參數(shù)下的仿真結(jié)果進(jìn)行了比較
與分析。
032-基于 AMESim 的閥控液壓缸液壓伺服系統(tǒng)仿真.rar
PLC是怎么控制伺服電機(jī)的？如何設(shè)計(jì)一個(gè)伺服系統(tǒng)？
在了解PLC如何控制伺服電機(jī)之前，我們要明確兩個(gè)問題：PLC是怎么控制伺服電機(jī)的？以及如何設(shè)計(jì)一個(gè)伺服系統(tǒng)？然后從這兩個(gè)問題下手，開始詳細(xì)的講述PLC如何控制伺服，它們是怎么相輔相成的！
（一）PLC是怎么控制伺服電機(jī)的？
在回答這個(gè)問題之前，首先要清楚伺服電機(jī)的用途，相對(duì)于普通的電機(jī)來說，伺服電機(jī)主要用于精確定位，因此大家通常所說的控制伺服，其實(shí)就是對(duì)伺服電機(jī)的位置控制。其實(shí)，伺服電機(jī)還用另外兩種工作模式，那就是速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，不過應(yīng)用比較少而已。
速度控制一般都是有變頻器實(shí)現(xiàn)，用伺服電機(jī)做速度控制，一般是用于快速加減速或是速度精準(zhǔn)控制的場合，因?yàn)橄鄬?duì)于變頻器，伺服電機(jī)可以在幾毫米內(nèi)達(dá)到幾千轉(zhuǎn)，由于伺服都是閉環(huán)的，速度非常穩(wěn)定。轉(zhuǎn)矩控制主要是 控制伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，同樣是因?yàn)?em>伺服電機(jī)的響應(yīng)快。應(yīng)用以上兩種控制，可以把伺服驅(qū)動(dòng)器當(dāng)成變頻器，一般都是用模擬量控制。
展開 如何計(jì)算伺服位置控制系統(tǒng)允許的回路增益（ 液壓傳動(dòng)與控制）
Burton
譯者：騰益登
利用液壓伺服控制理論，大多數(shù)的液壓從業(yè)者對(duì)于閥控伺服位置控制系統(tǒng)的負(fù)載功率分析和計(jì)算都沒有太大問題。然而，如何計(jì)算一個(gè)允許的回路增益，確保閉環(huán)控制輸出響應(yīng)的穩(wěn)定，對(duì)于很多人來說，這就是一個(gè)大問題了。作者本人根據(jù)40多年的液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的累積經(jīng)驗(yàn)，列出了簡單的計(jì)算方法，并在多個(gè)應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。
一個(gè)典型的伺服位置控制系統(tǒng)包含一個(gè)控制閥（伺服閥或高頻響比例閥），帶位置反饋的液壓缸，用于回路控制的電子控制放大器。回路增益指的是當(dāng)反饋斷開時(shí)，所有元件增益之積。當(dāng)輸入信號(hào)頻率增加的時(shí)候，回路的動(dòng)態(tài)特性對(duì)開環(huán)增益有影響。動(dòng)態(tài)特性導(dǎo)致回路增益隨著信號(hào)頻率的改變而改變，并使回路相位滯后。
允許的回路增益就是最大的回路增益，其產(chǎn)生的控制回路動(dòng)態(tài)特性滿足具體的穩(wěn)定性要求，當(dāng)開環(huán)回路閉合時(shí)，得到穩(wěn)定的輸出響應(yīng)。由于回路增益對(duì)信號(hào)頻率敏感，典型的是在參考頻率1rad/s下來考慮。允許的回路增益決定了伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)位置控制精度。因此，允許的回路增益盡可能的高。
對(duì)影響位置控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的研究最后歸結(jié)為對(duì)積分和主自然頻率的分析。在位置控制環(huán)內(nèi)積分是本來就存在的，因?yàn)殚_環(huán)油缸位置是由液壓缸速度的積分得來。主自然頻率是指所有回路共振時(shí)自然頻率最低的那一個(gè)。最低自然頻率如果是其它自然頻率的1/2.5或更低，那么其它元件的自然頻率就可以忽略不考慮，因?yàn)槠鋵?duì)控制環(huán)的動(dòng)態(tài)特性影響很小了。
盡管現(xiàn)在的電子控制器具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，但是對(duì)于不怎么復(fù)雜的電液伺服閥系統(tǒng)依然需要決定允許的開環(huán)增益，確保快速響應(yīng)的穩(wěn)定輸出。
液壓缸和控制閥構(gòu)成了控制環(huán)里對(duì)共振影響最大的因素。對(duì)其中起主要作用的自然頻率作為分析對(duì)象，可以大大簡化對(duì)控制環(huán)的動(dòng)態(tài)分析，最終就可得到最高允許的控制回路增益。
展開 PLC是怎么控制伺服電機(jī)的？如何設(shè)計(jì)一個(gè)伺服系統(tǒng)？
但實(shí)質(zhì)是一樣的，比如要控制伺服走一個(gè)絕對(duì)定位，我們就需要控制PLC的輸出通道，脈沖數(shù)，脈沖頻率，加減速時(shí)間，以及需要知道伺服驅(qū)動(dòng)器什么時(shí)候定位完成，是否碰到限位等等。無論哪種PLC，無非就是對(duì)這幾個(gè)物理量的控制和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的讀取，只是不同PLC實(shí)現(xiàn)方法不一樣。
（二）如何設(shè)計(jì)一個(gè)伺服系統(tǒng)？
（來源：網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者）
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電氣圈，一個(gè)有態(tài)度的圈子
展開 階躍響應(yīng)超調(diào)和幅頻諧振（轉(zhuǎn)自 伺服閥及電液伺服系統(tǒng)）
現(xiàn)在電液伺服系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)要求越來越高。動(dòng)態(tài)一般是看階躍響應(yīng)曲線和伯德圖。階躍響應(yīng)是考察時(shí)域特性，伯德圖是考察頻域特性。
階躍響應(yīng)包括兩個(gè)重要指標(biāo)：上升時(shí)間和超調(diào)量
伯德圖也包括兩個(gè)重要指標(biāo)：-3DB對(duì)應(yīng)的帶寬和諧振
一般的電液系統(tǒng)都可以看成二階震蕩系統(tǒng)，對(duì)于二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼系數(shù)＜0.707時(shí)，頻域的震蕩指標(biāo)Mr（諧振峰值）和時(shí)域的阻尼系數(shù)可以互相換算（以前公眾號(hào)文章講過多次）。今天舉幾個(gè)例子，有個(gè)直觀感受。
有些朋友可能會(huì)疑惑，為什么調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID參數(shù)，當(dāng)P值變大時(shí)，系統(tǒng)的超調(diào)量會(huì)增加？根據(jù)上面公式，說明此時(shí)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)變小了。為什么會(huì)變小呢？
公式推導(dǎo)太復(fù)雜，也非常無趣，以最簡單的單位負(fù)反饋為例子：
直接看結(jié)果，當(dāng)P值增加時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)總增益K增加，此時(shí)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)變小。自然固有頻率增加。系統(tǒng)響應(yīng)變快，自然容易震蕩和超調(diào)。
下面看幾個(gè)例子：
例一：階躍響應(yīng)超調(diào)小時(shí)（藍(lán)色曲線），諧振峰值也小（伯德圖中+0.2db）：
例二：階躍響應(yīng)超調(diào)大時(shí)（藍(lán)色曲線），諧振峰值也大（伯德圖中+1.1db）：
展開 汽車開關(guān)類高低溫伺服電動(dòng)測試系統(tǒng)：嚴(yán)苛環(huán)境下的精準(zhǔn)可靠性驗(yàn)證
慧通測控推出的高低溫環(huán)境伺服電動(dòng)測試系統(tǒng)，專為汽車開關(guān)類零部件定制，以模塊化設(shè)計(jì)、高精度傳感與全場景適配能力，成為汽車零部件可靠性測試的核心工具。
一、核心定位：適配復(fù)雜工況，覆蓋全維度力學(xué)測試
該系統(tǒng)聚焦汽車開關(guān)、旋鈕、按鍵等零部件，突破傳統(tǒng)測試設(shè)備環(huán)境適配性差、功能單一的局限，集拉力、壓力、扭力、混合工況于一體，完美匹配高低溫箱環(huán)境，滿足車企及零部件廠商從研發(fā)驗(yàn)證到量產(chǎn)抽檢的全流程測試需求。
系統(tǒng)采用模塊化架構(gòu)，底端定制化安裝平臺(tái)可靈活適配溫箱尺寸，測試單軸為四面安裝單軸模組，每個(gè)面配備兩條安裝導(dǎo)槽，與鋁型材安裝標(biāo)準(zhǔn)兼容，可根據(jù)不同產(chǎn)品形態(tài)快速調(diào)節(jié)安裝位置，無需復(fù)雜改造即可適配多款開關(guān)類零部件測試，大幅提升測試效率與設(shè)備通用性。
二、兩大核心測試單元：精準(zhǔn)還原真實(shí)使用場景
1. 旋轉(zhuǎn)測試系統(tǒng)：精準(zhǔn)捕捉旋轉(zhuǎn)扭力，杜絕不同心誤差
針對(duì)汽車旋鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)等產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)測試系統(tǒng)采用伺服電機(jī)直驅(qū) + 自動(dòng)調(diào)心浮動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)：
上端伺服電機(jī)固定樣品本體，確保驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定無偏差；
下端浮動(dòng)臺(tái)自動(dòng)校正同心度，避免測試過程中因偏心導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真；
搭載定制高低溫扭力傳感器，可在 - 45℃~90℃環(huán)境下穩(wěn)定工作，精準(zhǔn)采集旋轉(zhuǎn)扭力數(shù)據(jù)，真實(shí)還原車載旋轉(zhuǎn)部件的受力狀態(tài)。
2. 按壓測試系統(tǒng)：模擬真實(shí)按壓，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠
面向汽車按鍵、觸控開關(guān)等按壓類部件，按壓測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全場景模擬測試：
伺服電缸直驅(qū)，末端配備快拆快換壓頭，支持不同直徑、材質(zhì)定制，適配各類按鍵形態(tài)；
下端可定制仿形固定夾具，完美貼合復(fù)雜被測樣品，固定更穩(wěn)固；
定制高低溫測力傳感器，同樣適配 - 45℃~90℃極端環(huán)境，精度達(dá) ±0.5%，確保高溫、低溫下測試數(shù)據(jù)無漂移，真實(shí)反映按鍵按壓壽命與力學(xué)性能。
展開 LMS Virtual.Lab Motion_視頻教程26之1D電液伺服系統(tǒng)建模
今天給大家?guī)淼氖?D電液伺服系統(tǒng)建模，做液壓方面的朋友可以看一看，希望對(duì)大家有幫助。
視頻下載地址：http://www.kuaipan.cn/file/id_75510756333846567.htm
【伺服電機(jī)特點(diǎn)及未來發(fā)展方向】- 米思米機(jī)械設(shè)備知識(shí)分享
（4）寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機(jī)床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實(shí)際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號(hào)后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。
二、伺服系統(tǒng)的分類
伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動(dòng)元件劃分，有步進(jìn)式伺服系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)（簡稱直流電機(jī)）伺服系統(tǒng)、交流電動(dòng)機(jī)（簡稱交流電機(jī)）伺服系統(tǒng)。按控制方式劃分，有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等，實(shí)際上數(shù)控系統(tǒng)也分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)3種類型，就是與伺服系統(tǒng)這3種方式相關(guān)。
1、開環(huán)系統(tǒng)
開環(huán)系統(tǒng)，它主要由驅(qū)動(dòng)電路，執(zhí)行元件和機(jī)床3大部分組成。常用的執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)，通常稱以步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進(jìn)式伺服系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，如果是大功率驅(qū)動(dòng)時(shí)，用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。驅(qū)動(dòng)電路的主要任務(wù)是將指令脈沖轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件所需的信號(hào)。
2閉環(huán)系統(tǒng)
閉環(huán)系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅(qū)動(dòng)電路和機(jī)床5部分組成。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測元件將機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置檢測出來并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)；把安裝在工作臺(tái)上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺(tái)之間傳動(dòng)誤差的存在，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低一些。
三、伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向
隨著生產(chǎn)力不斷發(fā)展，要求伺服系統(tǒng)向高精度、高速度、大功率方向發(fā)展。
展開 頻率響應(yīng)對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的重要性（轉(zhuǎn)自液壓傳動(dòng)與控制）
圖3.左側(cè)的開關(guān)允許在開環(huán)配置下測試該閉環(huán)電液系統(tǒng)，以確定引起不穩(wěn)定的頻率響應(yīng)特性。然后，該系統(tǒng)可以以減少到引起振蕩的增益的一半左右的增益進(jìn)行操作。
為了說明這一點(diǎn)，請(qǐng)考慮圖3的系統(tǒng)。它將首先在開環(huán)位置使用反饋開關(guān)進(jìn)行測試。隨著頻率的增加，我們尋找在指令輸入和開環(huán)反饋信號(hào)之間造成180°相位滯后的任何頻率。（在水力機(jī)械系統(tǒng)中，基本上可以確定存在此頻率。）在該頻率下，如果輸出（開環(huán)反饋信號(hào)）的幅值等于或大于輸入命令幅值，則可以閉合反饋開關(guān)。然后，通過負(fù)反饋過程，該180°相位移將經(jīng)另一個(gè)180°相位。結(jié)果是可以消除正弦指令輸入激勵(lì)，并且閉環(huán)系統(tǒng)將處于持續(xù)振蕩狀態(tài)。這是一個(gè)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，如果無法停止振蕩，則是不切實(shí)際的。減小伺服環(huán)路增益是停止振蕩的正常過程。這是通過更改伺服放大器的增益設(shè)置來實(shí)現(xiàn)的。
上一段以非數(shù)學(xué)的形式提出了伺服回路穩(wěn)定性的經(jīng)典標(biāo)準(zhǔn)。通過更改對(duì)180°相位頻率的搜索，可以簡化一點(diǎn)。考慮以下情況：假設(shè)在搜索中找到了臨界的180°相位頻率，但是開環(huán)反饋信號(hào)的幅值小于命令輸入幅值。該頻率下的開環(huán)增益小于1，在分貝標(biāo)度上小于零。
現(xiàn)在我們問自己：“如何增加增益，使反饋信號(hào)幅值等于指令信號(hào)幅值（伺服環(huán)路增益為零dB）？”我們只需要增加伺服放大器的增益，系統(tǒng)就會(huì)陷入振蕩。因此，只要有180°的相位頻率，只要增加伺服放大器的增益即可實(shí)現(xiàn)持續(xù)振蕩。每個(gè)電液系統(tǒng)都存在一個(gè)180°的相位頻率，因此我們始終可以將這種系統(tǒng)調(diào)整到不穩(wěn)定的程度。
當(dāng)然，我們不希望系統(tǒng)振蕩。調(diào)整到不穩(wěn)定點(diǎn)的目的是找到將產(chǎn)生不穩(wěn)定的最終增益。然后將增益減小到引起穩(wěn)定振蕩的值的一半左右，并留在那里。增益降低50％大約等于5 dB的增益裕度。即，將增益設(shè)置為低于不穩(wěn)定點(diǎn)5 dB。對(duì)于許多電動(dòng)液壓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)而言，這已足夠。
展開 關(guān)于比例與伺服液壓系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見（轉(zhuǎn)自液壓傳動(dòng)與控制）
英文作者：Peter Nachtwey / Delta Computer Systems
中文校譯：騰益登
*本文約4500字，建議閱讀時(shí)間15mins*
引言
最好的控制器和軟件也無法克服設(shè)計(jì)拙劣的液壓系統(tǒng)。
本文要點(diǎn)
典型的伺服液壓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，伺服閥都是盡可能的靠近油缸安裝。一些專家也推薦對(duì)此類液壓應(yīng)用采用特殊設(shè)計(jì)的控制器。
對(duì)油缸缸徑的仿真也驗(yàn)證了，油缸缸徑越大，壓力也越相對(duì)穩(wěn)定。
典型的伯德圖顯示了閥芯的幅值響應(yīng)和相位滯后相對(duì)于控制信號(hào)頻率的函數(shù)。
閥的測試特性曲線顯示了不同閥的工作特性。只要經(jīng)過閥的壓差穩(wěn)定，具有伺服閥品質(zhì)閥芯的線性閥可以提供比例于控制信號(hào)的流量。
正文
全球化競爭要求我們的工廠運(yùn)營者面臨著永無止境的讓設(shè)備更高效運(yùn)行的任務(wù)之中。這常常要求我們的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)更高速，更精確。但是在一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，更高的速度和精度必須始于良好的元件設(shè)計(jì)。無論你是多么在意控制器和軟件，如果流體控制系統(tǒng)中的油缸和閥沒有得到很好的設(shè)計(jì)選型或者正確的安裝，系統(tǒng)的性能就會(huì)大打折扣。
油缸設(shè)計(jì)選型
對(duì)于線性執(zhí)行器，系統(tǒng)應(yīng)用要求通常側(cè)重于設(shè)定行程和循環(huán)周期。設(shè)計(jì)者決定油缸規(guī)格尺寸以及油壓大小。現(xiàn)實(shí)中的一個(gè)共性問題就是試圖通過降低油缸尺寸來達(dá)到提升執(zhí)行器速度的目的。工程師常常假定，對(duì)于給定的流量，油缸越小，加速更迅速，運(yùn)行更快。然而，這只適用于輕載。對(duì)于中、重載使用的執(zhí)行器，其提供的力而不是流量限制了加速、勻速以及減速。因?yàn)榛钊睆經(jīng)Q定輸出力，太小的油缸就永遠(yuǎn)無法得到所需的速度和循環(huán)周期。
設(shè)計(jì)者首先考慮到的就是使用非常簡單的公式V = Q/A，但是這只有當(dāng)質(zhì)量m=0的時(shí)候才是計(jì)算精確的。當(dāng)計(jì)算流量時(shí)，只使用公式Q = VA。
展開 汽輪機(jī)DEH系統(tǒng)工作原理及技術(shù)詳解，收藏備用！
（2）液力彈簧式液壓伺服系統(tǒng)用油動(dòng)機(jī)位移傳感器（LVDT）取代原機(jī)械反饋杠桿，錯(cuò)油門上下腔采用液壓油平衡，典型液力彈簧式液壓伺服系統(tǒng)是引人DDV電液伺服閥的應(yīng)用，DDV閥抗污染能力較強(qiáng)，避免了髙壓抗燃油系統(tǒng)中噴嘴擋板式伺服閥容易卡澀的問題。系統(tǒng)原理如下圖所示。
DEH控制器生成的油動(dòng)機(jī)閥位指令信號(hào)，經(jīng)伺服放大板、DDV閥，形成調(diào)節(jié)油壓至錯(cuò)油門，從而使油動(dòng)機(jī)動(dòng)作。油動(dòng)機(jī)行程經(jīng)位移傳感器測出，反饋至伺服放大板輸入端，使之與該油動(dòng)機(jī)閥位指令保持相等，從而使油動(dòng)機(jī)行程完全由DEH閥位指令控制。電液伺服油動(dòng)機(jī)控制過程如下圖所示。
液力彈簧式液壓伺服系統(tǒng)控制不受壓力油波動(dòng)影響，克服了機(jī)械反饋的寄生反饋。油動(dòng)機(jī)行程采用電反饋，控制更精確，便干故障診斷。通過改進(jìn)錯(cuò)油門滑閥的設(shè)計(jì)工藝，進(jìn)一步提高了伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
03
自容式系統(tǒng)
自容式液壓伺服系統(tǒng)將油源站和伺服系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，采用優(yōu)化的高壓電液伺服技術(shù)，保證油動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)性能與高壓抗燃油系統(tǒng)的相當(dāng)。采用小流量容積泵和蓄能器很好地滿足了油動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)流量很小和動(dòng)態(tài)流量很大的特點(diǎn)。由于這種執(zhí)行器為一個(gè)獨(dú).立的部件，有自己的油源和電液伺服系統(tǒng)，通過接收指令能夠控制油動(dòng)機(jī)所有的動(dòng)作，具有集成度高、可靠性高、應(yīng)用簡便、節(jié)能、環(huán)保和耐污染等特點(diǎn)。
如下圖所示，自容式液壓伺服系統(tǒng)采用了兩個(gè)電動(dòng)機(jī)泵組，一備一用，同時(shí)可以進(jìn)行在線切換。兩個(gè)電動(dòng)機(jī)泵組下面有截止閥和吸油器，油液輸出經(jīng)過單向閥和髙壓濾油器之后，旁邊有溢流閥保護(hù)，再通過截止閥向后充油’這里面有一個(gè)充油電磁閥，這是為了讓油泵間歇工作所設(shè)置的。
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