伺服电机学习课程.pptx

伺服系统是自动控制系统的一类，它的输出变量通常是机械或位置的运动，它的根本任务是实现执行机构对给定指令的准确跟踪，即实现输出变量的某种状态能够自动、连续、精确地复现输入指令信号的变化规律。
一、伺服系统概念
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第一页，编辑于星期日：九点 四十八分。
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、电气—气动伺服系统等；
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；
从系统结构特点来看，有单回路伺服系统、多回路伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。
二、伺服系统类型
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例：数控机床伺服系统，
由图可以看出，它与一般的反馈控制系统一样，也是由控制器、被控对象、反馈测量装置等部分组成。
二、伺服系统类型
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对伺服系统的基本要求有稳定性、精度和快速响应性。
稳定性是指作用在系统上的扰动消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行或者在输入指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力。
精度是伺服系统的一项重要的性能要求。它是指其输出量复现输入指令信号的精确程度。
快速响应性是衡量伺服系统动态性能的另一项重要指标。快速响应性有两方面含义，一是指动态响应过程中，输出量跟随输入指令信号变化的迅速程度，二是指动态响应过程结束的迅速程度。
三、伺服系统的基本要求
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伺服系统的执行元件及控制
一、执行元件类型及特点
二、伺服电机及其控制
三、步进电机及其控制
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1. 电气执行元件
电气执行元件包括直流(DC)伺服电机、交流（AC）
伺服电机、步进电机以及电磁铁等，是最常用的执行元
件。对伺服电机除了要求运转平稳以外，一般还要求动态
性能好，适合于频繁使用，便于维修等
2．液压式执行元件
液压式执行元件主要包括往复运动油缸、回转油缸、
液压马达等，其中油缸最为常见。在同等输出功率的情况
下，液压元件具有重量轻、快速性好等特点
3．气压式执行元件
气压式执行元件除了用压缩空气作工作介质外，与液
压式执行元件没有区别。气压驱动虽可得到较大的驱动
力、行程和速度，但由于空气粘性差，具有可压缩
性，故不能在定位精度要求较高的场合使用。
一、执行元件类型及特点
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在自动控制系统中，伺服电动机将电压信号转换为转矩和转速以驱动被控对象，当信号电压的大小和极性(或相位)发生变化时，电动机的转速和转向将快速、准确地跟着变化。目前常用的伺服电动机有直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机。
二、伺服电机及其控制
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1 直流伺服电动机
(1) 调速方式
直流伺服电机的机械特性方程为：
式中， 一电枢控制电压； 一电枢回路电
阻； —每极磁通； 、 —分别为电动机的结构常数。
二、伺服电机及其控制
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第八页，编辑于星期日：九点 四十八分。
由上式知，直流伺服电机的控制方式如下：
二、伺服电机及其控制
（2）调磁调速（变励磁电流，恒功率调速）
（1）调压调速（变电枢电压，恒转矩调速）
常用的是前面2种调速方式。
（3）改变电枢回路电阻调速
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(2) 直流电机的功率驱动
直流电机的调速电路目前以脉冲宽度调制电路应用最为广泛。
二、伺服电机及其控制
桥式(H形)PWM变换器主电路
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