引進(jìn)一些先進(jìn)的“復(fù)合型控制策略” 來(lái)改進(jìn)“控制器”性能，是當(dāng)前發(fā)展高性能伺服系統(tǒng)的一個(gè)重要“突破口”。在介紹伺服控制器之前，首先需要了解伺服控制系統(tǒng)功能:伺服控制系統(tǒng)功能就是輸出量對(duì)輸入量的準(zhǔn)確反映，對(duì)于一個(gè)伺服控制系統(tǒng)其作用是使輸出的機(jī)械位移(或轉(zhuǎn)角)準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移(可我轉(zhuǎn)角)。本節(jié)主要通過(guò)兩個(gè)典型實(shí)例來(lái)說(shuō)明伺服系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)介紹了伺服控制系統(tǒng)的基本功能。

  一、伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  1. 尋零跟蹤系統(tǒng)

  如圖3-2所示，尋零跟蹤系統(tǒng)是指輸入量選定后輸出量始終能尋至開(kāi)口零位的系統(tǒng)。它主要包括輸入選擇開(kāi)關(guān)、直流電動(dòng)機(jī)、接觸環(huán)和輸出聯(lián)動(dòng)裝置。選擇開(kāi)關(guān)S1有3個(gè)位置可選，與S2的3個(gè)輸出觸點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)，當(dāng)S1選定一個(gè)位置后(即輸入確定)，S2上的觸點(diǎn)將在直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)至接觸環(huán)的開(kāi)口處，從而完成尋至開(kāi)口零位(即輸出位置)。

  (圖3-2 尋零跟蹤系統(tǒng))

  2. 基于歐姆龍NC211的步進(jìn)伺服系統(tǒng)

  如圖 3-3 所示，基于歐姆龍NC211的步進(jìn)伺服結(jié)構(gòu)主要分為五個(gè)部分:歐姆龍 C200H系列PLC、歐姆龍雙軸位置控制單元NC211、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和位置檢測(cè)部分。歐姆龍位置控制單元NC211采用全數(shù)字脈沖控制方式，通過(guò)總線接口與歐姆龍 PLC 進(jìn)行通信，NC211 CPU 可與總線接口、存儲(chǔ)器、脈沖發(fā)生器及I/O接口進(jìn)行雙向通信;存儲(chǔ)器對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)時(shí)由于NC211為雙軸位置控制單元，需占用雙倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)部寄存器區(qū)，分配時(shí)應(yīng)注意與其他模塊單元的沖突;外部輸入通過(guò)I/O 連接器及I/O接口電路與NC211 CPU 通信;脈沖發(fā)生器可產(chǎn)生一定頻率脈沖通過(guò)I/O連接器控制步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)器，脈沖輸入控制步進(jìn)伺服器的方式有兩種:雙脈沖輸入和單脈沖輸入;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器將輸入脈沖進(jìn)行分配，輸入至功率放大器;功率放大器變頻部分采用絕緣柵雙極晶體管(IGBT),并進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的電角度通過(guò)測(cè)速發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)出，并反饋回伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的比較環(huán)節(jié)和誤差計(jì)數(shù)器。

  (圖3-3 基于歐姆龍NC211的步進(jìn)伺服結(jié)構(gòu)圖)

  二、伺服系統(tǒng)功能

  隨著伺服系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其功能也在進(jìn)一步擴(kuò)展。在工業(yè)領(lǐng)域中，同服系統(tǒng)主要完或位置控制、速度控銜、液位控制、溜度控制等。同時(shí)微型計(jì)算機(jī)在飼聚系統(tǒng)中不斷引用,使各種不同的挖制算法在何服控制系統(tǒng)中得到實(shí)現(xiàn),從而使伺服控制系統(tǒng)更加智能化、集成化以及數(shù)字化。問(wèn)服控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下三類(lèi)功能：

  ①以小功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載。為了在操作控制系統(tǒng)時(shí)不至于由于強(qiáng)電流而造成人身安全，需用小功率信號(hào)控制強(qiáng)電流、大功率負(fù)載,火炮控制和船舵控制就是典型的例子。

  ②在沒(méi)有機(jī)械連接的情況下，由輸入軸控制位乎遠(yuǎn)處的輸出軸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離同步傳動(dòng)。

  ③使輸出機(jī)械位移精確地跟蹤電信號(hào)，如記錄和指示儀表。