浅析交流伺服系统的现状与发展前景

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1、浅析交流伺服系统的现状与发展前景刘扬淤LIUYang曰林毅淤LINYi曰姜一晖于JIANGYi-hui(淤中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄050081；于96164部队(Unit96164),金华321000)(淤The54thResearchInstituteofCETC,Shijiazhuang050081,China；于Unit96164,Jinhua321000,China)摘要：交流伺服系统是运动控制系统的重要组成部分，随着现代工业技术的发展和微电子技术进步，与交流伺服系统相关的各种硬件和控制技术获得了快速发展。随着交流伺服系统性能的提升和价格的降低，其逐渐成为现代伺服

2、驱动系统的发展趋势。文章从交流伺服系统的概况、应用现状和发展趋势等方面进行了简要分析。Abstract:Acservosystemisanimportantpartofthemotioncontrolsystem.Withthedevelopmentofthemodernindustrytechnology,thehardwareandthecontroltechnologyoftheacservosystemhavebeendevelopedquickly.Withtheincreasedperformaneeoftheacservosystemandthelowerprice,thea

3、cservosystemhasbecomethetrendofthemodernservosystem・Thearticleanalysesthegeneralsituation,applicationstatusandthetrends.关键词：伺服系统；技术特点；应用现状；发展趋势Keywords:servosystem；technicalcharacteristics；applicationstatus；trendindevelopment中图分类号院TM921.5文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)20-0034-021交流伺服系统简介“伺服”一词来自英文单词Se

4、rvo的音译，是指运动系统按照人们的外部指令要求进行运动。随着科技的发展，伺服系统从一开始的液压模式发展到目前的电气模式。电气伺服系统主要由伺服电机、反馈和控制装置组成。其中伺服电机是运动的主要执行部件。随着交流伺服电机技术的进步，伺服系统的主导执行电机的直流电机逐步为交流电机取代。控制装置的主要作用是伺服系统的闭环控制，主要是力矩、速度和位置等。2交流伺服系统的发展现状2.1交流伺服系统的分类首先，交流伺服系统按照接受和处理指令信号的方式可分为以下三类：模拟式伺服系统、数字模拟混合式伺服系统和全数字式伺服系统。其次，按照伺服系统的伺服电机来分也可以分为两类，一是利用永磁同步伺服电机组成的

5、伺服系统，二是用鼠笼式异步电机构成的伺服系统。2.2目前交流伺服系统相关产品的概况和性能分析随着交流伺服系统在国民经济中的应用日趋广泛，目前市场上与交流伺服系统相关的产品种类日益齐全，从交流伺服电机、变频器、各类伺服控制器到车间和厂级监控工作站等一应俱全。2.2.1伺服电机目前市场上的伺服电机按照容量可以分为超小型、小型、中型和大型。由于永磁材料制造技术不断提高，以铀铁硼为代表的新型永磁材料被用于永磁伺服电机的制造。由于该型永磁材料各方面的性能十分出色，同吋交流伺服电机也采用了更合理的结构设计。此外，最新的交流伺服电机还采用了更先进的位置编码器，虽然信号线减少为5根，但是通信速率、通信周期

6、、数据长度和分辨率等指标却有较大提高。这些新材料新技术的应用使得伺服电机在体积不断缩小的情况下，性能却得到大幅度的提升。2.2.2伺服控制器由于传统的模拟控制存在系统调试困难、易产生漂移、不易复杂计算，无法实现现代控制算法等缺点，随着伺服系统的发展，传统的模拟控制逐步为采用全数字化结构，伺服控制系统以现代欠量控制思想实现了电流向量的幅值控制和相位控制的现代伺服系统取代。其先进的技术和工艺主要有以下几方面：淤现代伺服系统般采用将控制算法固化在专用便件环路中的方式利用硬件来进行电流环控制，减少了主CPU的运算量。并采用高速的d-q轴变换电流单元提高了转矩控制精度，保证了系统在稳态及瞬态运行时都

7、具有良好性能。于最新的伺服控制器采用了具有脉冲编码器倍增功能，使伺服系统位置控制的整定时间大为缩短。盂利用速度实吋检测控制算法来提高伺服电机的低速性能，进一步降低了速度波动和转矩波动。同吋采用在线自动锁定功能，缩短了调试吋间，增加了操作的便利性。榆最新的伺服控制器采用了全闭环的控制方式，使伺服控制器能够对系统各个部分的运动误差通过计算进行必要的修正。虞由于精简指令计算机系统技术的应用，使主CPU的数据处理能力提高到32位