伺服系统是一种基于反馈控制的自动控制系统,主要用于精确控制机械位移、速度或加速度等物理量。其核心特点是通过反馈机制实现高精度、高响应性的控制,广泛应用于国防、工业、机器人等领域。以下是关键要点:
基本定义 伺服系统(Servo System)又称随动系统,通过反馈控制实现输出(如位置、速度、加速度)对输入指令的精确跟踪。其英文“Servo”源于希腊语,意为“服从者”,强调系统对控制信号的响应能力。
核心组成
- 控制器: 作为“大脑”,负责接收指令并生成控制信号; - 功率驱动装置
- 传感器(检测装置):实时反馈实际输出与目标值的误差,用于调整控制信号;
- 执行机构(伺服电机):根据控制信号驱动机械运动。
工作原理 通过比较实际输出与目标值的误差,控制器动态调整驱动信号,使输出量(如位移、速度)精确跟踪输入指令。这种闭环控制机制确保了系统的稳定性和响应速度。
主要应用
伺服系统广泛应用于需要高精度控制的场景,包括:
- 国防军工: 火炮控制、导弹发射、自动驾驶; - 工业生产
- 医疗设备:手术机器人、康复设备。
分类与特点
伺服电机是执行核心,根据结构可分为永磁伺服电机、磁悬浮伺服电机等类型。其特点包括:
- 高精度定位(可达微米级);
- 快速动态响应(毫秒级);
- 灵活的力矩/速度调节。