(1)數(shù)字化

  伺服控制器采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號(hào)處理器作為控制核心，在電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)采用數(shù)字控制方法，將原來(lái)通過(guò)模擬電子器件等硬件實(shí)現(xiàn)的功能變?yōu)橥ㄟ^(guò)數(shù)字控制算法用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng)的數(shù)字化。

  (2)集成化

  集成化包括硬件電路的集成、功能的集成和通信的集成等。集成化使得伺服系統(tǒng)在保持原有功能的基礎(chǔ)上具有較小的體積和重量，豐富的接口設(shè)置便于安裝和調(diào)試。

  (3)智能化

  伺服系統(tǒng)的智能化主要表現(xiàn)在具有參數(shù)自整定功能、參數(shù)記憶功能、故障診斷和分析功能等方面。伺服控制器參數(shù)整定是為了滿足性能指標(biāo)要求所必須的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常需要反復(fù)調(diào)整，占用較多的時(shí)間和資源。帶有參數(shù)自整定功能的伺服驅(qū)動(dòng)器，可以通過(guò)幾次試運(yùn)行，自動(dòng)地獲得系統(tǒng)特征參數(shù)，控制器參數(shù)的整定實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的優(yōu)化匹配。此外，伺服驅(qū)動(dòng)器具有參數(shù)記憶功能，能夠?qū)⒄ê玫目刂破鲄?shù)及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并可以通過(guò)伺服控制軟件進(jìn)行監(jiān)視、設(shè)施或修改，調(diào)整后的參數(shù)可以保存，方便日后調(diào)用和修改。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)故障診斷和分析動(dòng)能、保存放降記錄，并將故障類型和故障的可能原因報(bào)告給用戶。

  (4)網(wǎng)絡(luò)化

  隨著工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，與之相適應(yīng)，伺服系統(tǒng)配備了標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口和專用的局域網(wǎng)接口，增強(qiáng)了與其他控制設(shè)備間的互連與通信能力。

  (5)模塊化

  高端伺服產(chǎn)品將控制單元、整流單元、電動(dòng)機(jī)模塊、編碼器都進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這樣使系統(tǒng)的配置變得更加靈活便捷。一個(gè)控制單元可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)電動(dòng)機(jī)模塊，這樣多個(gè)軸之間可以共享一個(gè)控制單元或者整流單元，節(jié)省了資源配置。

  位置檢測(cè)系統(tǒng)新

  高精度高響應(yīng)能力的伺服控制系統(tǒng)需要高性能的位置傳感器，位置檢測(cè)的目的是實(shí)時(shí)提供電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息。轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)分為位置傳感器檢測(cè)及無(wú)位置傳感器檢測(cè)。但是，無(wú)位置傳感器技術(shù)雖然系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，成本降低，但控制算法復(fù)雜，精度難以保證，具有起動(dòng)困難、動(dòng)態(tài)性能不理想、轉(zhuǎn)速范圍小等缺點(diǎn)。因此，采用位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的做法更為實(shí)用。

  交流伺服系統(tǒng)常用的位置傳感器有光電式、光柵式、電磁感應(yīng)式、磁阻式、磁柵式、霍爾式、旋轉(zhuǎn)變壓器等。

  1.光電式位置傳感器

  光電編碼器是集光、機(jī)、電技術(shù)為一體的數(shù)字化傳感器，可以高精度測(cè)量被測(cè)物的轉(zhuǎn)角或直線位移量。光電式和光柵式位置傳感器都是利用光電效應(yīng)制成的，傳感器一般由光源、光電碼盤(pán)和光電元件三部分組成。傳感器的基本原理是隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，碼盤(pán)不斷地遮擋或通過(guò)光源發(fā)出的光線至光電傳感器件，使其輸出高、低電平，從而將轉(zhuǎn)子的機(jī)械位置信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

  光電編碼器按測(cè)量方式分類為旋轉(zhuǎn)編碼器和直尺編碼器;按編碼方式分類為絕對(duì)式編碼器、增量式編碼器。

  旋轉(zhuǎn)編碼器是通過(guò)測(cè)量被測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)角度并將測(cè)量到的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號(hào)輸出。直尺編碼器是通過(guò)測(cè)量被測(cè)物體的直線行程長(zhǎng)度并將測(cè)量到的行程長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為脈沖電信號(hào)輸出。

  絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器是用光信號(hào)掃描分度盤(pán)(分度盤(pán)與傳動(dòng)軸相連)上的格雷碼刻度盤(pán)，從而確定被測(cè)物的絕對(duì)位置值，將檢測(cè)到的格雷碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并以脈沖的形式輸出測(cè)量的位移量。絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點(diǎn)為①在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)對(duì)應(yīng)不同的角度有不同的格雷碼編碼，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是唯一的②因使用機(jī)械連接的方式，在掉電時(shí)編碼器的位置不會(huì)改變，上電后立即可以取得當(dāng)前位置數(shù)據(jù)③檢測(cè)到的數(shù)據(jù)為格雷碼，因此不存在模擬量信號(hào)的檢測(cè)誤差。

  另外，可以根據(jù)絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)，其主要優(yōu)點(diǎn)是位置絕對(duì)唯一、抗干擾、無(wú)須掉電記憶，應(yīng)用于需要位置控制的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是價(jià)格比較高，編碼解碼復(fù)雜。絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的主要選型參數(shù)是位數(shù)、精度、分辨率、最大旋轉(zhuǎn)速度、接口方式、安裝方式、尺寸、波特率等。

  增量式旋轉(zhuǎn)編碼器用光信號(hào)掃描分度盤(pán)，通過(guò)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)信號(hào)的通斷數(shù)量來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的特點(diǎn)為①編碼器每轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)先設(shè)定的角度將輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)脈沖信號(hào)的數(shù)量來(lái)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角度，因此編碼器輸出的位置數(shù)據(jù)是相對(duì)的②由于采用固定脈沖信號(hào)，四北旋轉(zhuǎn)角度的起船位可以任意設(shè)定③由于采用相對(duì)編碼，因此換電后室男角度數(shù)據(jù)會(huì)丟失，需要重新復(fù)位。

  增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的優(yōu)點(diǎn)是分辨能力強(qiáng)、測(cè)量范圍大，在不需要位置用環(huán)控制的場(chǎng)合使用. 價(jià)格低，其最點(diǎn)是斷電時(shí)丟失原有位置信號(hào)。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的主要選型參數(shù)是轉(zhuǎn)速范圍、最大轉(zhuǎn)速、精度、分辨率、電氣接口、連接方式、機(jī)械安裝尺寸、最大輸出頻率等。