第六章电气伺服系统

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BKSC-47P5GA伺服控制器说明书第六章参数说明

第六章参数说明6.1系统参数一览表在表6-1中列出了操作系统(OSC1300 1/250Hz) 的系统与电机的参数号、功能及设定范围。

由于BKS系列控制器是为鼠笼式电机的伺服控制而研制，因此表6-1中所列参数均按伺服功能进行定义。

表6-1 BKS伺服控制器参数对照表（建议参数）System C130代内容设定范围初始值设定值码0 1st码盘脉冲设定[PLS] 0-99999999 10001 2nd码盘脉冲设定（option） 0-99999999 10002 Z相输入时脉冲设定 0-99999999 10003 定位目标脉冲[POS] 0-99999999 10004 定位最高频率[MAXHZ] 0-12000 30005 定位最低频率[MINHZ] 0-500 66 最大电压输出 100-200 12007 转矩限幅[VFB] 1-1000 10008 加减速时间常数[SFT] 1-60000 50009 通道号 110 RS422波特率设定 $111 VFB变更时的加减速时间常数(a*10%s²) 1-6000 100012 定位时减速结束前剩余脉冲 1-6000 2013 定位精度范围 1-255 314 硬件故障滤波次数 1-200 315 AS-IMP方式 0-2 $016 PWM方式 0-6 330 通讯应答检查 $331 稳速积分时间常数变更Hz 10-10000 500032 加减速积分时间常数变更Hz 10-10000 400033 最低积分时间常数 10-1000 2034 高速积分时间常数 10-20000 4035 加速积分时间常数 10-20000 6036 减速积分时间常数 10-20000 8037 电流传感器检测电流值 1-10000 50038 码盘检测Hz 100-25000 100039 码盘错误脉冲 1-200 1060 励磁电流的偏置值（im） 5-40 3061 比例增益 P（*8） 1-120 8062 积分增益 I 1-100 10063 电机转差 10-6000 65064 K2增益 1-500 40065 0Hz电流增益% 0-100 6066 电流增益 1-150 5067 码盘时间常数 100-2000 2068 低速转差DOWN% 10-90 5069 高速转差UP% 0-50 370 转差变换点 1-20000 500071 码盘补偿值 80072 S曲线时间常数 10-10000 2073 比例增益变更加减速度 1-2000 100074 积分时间常数变更加减速度 1-2000 100075 积分时间常数增益 1-100 076 码盘错误最大值 077 过载极限值 1-250 10078 转矩过载值 50-1000 80079 电流增益变换点 1-20000 500080 2nd码盘脉冲增益 *a 1-10000 10081 2nd码盘脉冲增益 /b 1-10000 10090 显示位4---0显示内容的地址积分值 $F00491 显示位9---5显示内容的地址电机电流值 $F00A92 程序自动启动设定 0or 293 or 6413$093 程序自动启动开始行数 0-1023 094 小数点显示方式设定 0-6 095 外部AD0、AD1时间常数（0.1ms单位） 1-10000 5096 RESET选择 1-$8000 $097 显示方式设定 0-6 0显示状态：A键输入C6，C5，C4正在执行地址： B键输出C1，C0正在执行行数：C键 HZSD HZFD键超调PLS POS-PLSE键实际扭矩过载F键用户（积分值电机电流值）1CHR键 HZF HZF2 用户参数：从$EF50开始48步INC键：数据存储时，显示参数号自动增加DEC键：数据存储时，显示参数号不自动增加NO.10设置成$61时，为偶校验9600波特率。

第六章进给伺服系统

二、步进电机的主要性能指标 1. 步距角和步距误差每输入一个脉冲电信号，步进电机转子转过的角度成为步距角。步距角和步进电机的相数、通电方式及电机转子齿数的 360 关系如下：＝ KmZ (6-1) 式中 —步进电机的步距角； m—电机相数； Z—转子齿数； K—系数，相邻两次通电相数相同，K＝1；相邻两次通电相数不同，K＝2。同一相数的步进电机可有两种步距角，通常为 1.2/0.6 、 1.5/0.75 、 1.8/0.9 、 3/1.5 度等。步距误差是指步进电机运行时，转子每一步实际转过的角度与理论步距角之差值。步距误差直接影响执行部件的定位精度及步进电机的动态特性。大小由制造精度、齿槽的分布及定子和转子间气隙不均匀等因素造成。
步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或线位移的一种机电式数模转换器。在结构上分为定子和转子两部分，现以图6-5所示的反应式三相步进电机为例加以说明。定子上有六个磁极，每个磁极上绕有励磁绕组，每相对的两个磁极组成一相，分成A、B、C三相。转子无绕组，它是由带齿的铁心做成的。步进电机是按电磁吸引的原理进行工作的。当定子绕组按顺序轮流通电时，A、B、C三对磁极就依次产生磁场，并每次对转子的某一对齿产生电磁引力，将其吸引过来，而使转子一步步转动。每当转子某一对齿的中心线与定子磁极中心线对齐时，磁阻最小，转矩为零。如果控制线路不停地按一定方向切换定子绕组各相电流，转子便按一定方向不停地转动。步进电机每次转过的角度称为步距角。
进给伺服系统的作用：接受数控装置发出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作进给或快速运动。数控机床的进给伺服系统与一般机床的进给系统有着本质的区别：能根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。如果把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布 “命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它是一个不折不扣的跟随者。

伺服控制(电液伺服系统 )课件

20
（二）系统的闭环刚度特性
闭环惯性环节转折频率的无因次曲线
17
闭环振荡环节固有频率无因次曲线
当h和Kv/h较小时
nc h
18
当h和Kv/h较小时
2 nc 2 h — Kv / h
闭环振荡环节阻尼系数无因次曲线
19
系统频宽主要受h和h的影响和限制，应适当提高h和 h ，但过大的 h会降低nc，影响响
应速度。
电液位置控制系统闭环频率特性曲线
4）只有在工作频率接近谐振频率h时才有稳定性问题。当工作频率接近h时，负载压力且也将接近ps了，也就是说压力趋于饱和，Kc变得很
大，阻尼系数比较高。
14
P116页使系统满足一定稳定要求的参数估算
由于以上几点原因，估算时一般可用
Kv
h
3
电液位置伺服系统难于得到较大的幅值稳定裕量Kg，而相位稳定
裕量易于保证。
6
位置比较用电压比较代替缸
电液伺服阀液压能源
样板给定
xi 位移 ei 比较eg 电伺服 I
传感器
- 放大器
ef
力矩马达
液压放大元件
扰动
液压 xp
执行件
位移传感器1
A 双传感器阀控位置控制系统
7
由计算机图形代替样板
程序 ei 比较eg
给定
-
ef
电液伺服阀液压能源
电伺服 i 放大器
力矩马达
11
将电液伺服阀看成比例环节
Kv
Ke Kd Ka Ksv iDm
TL
K V ce
iD K m
4
s
t
1
e ce
i +

伺服系统培训课程设计

伺服系统培训课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解伺服系统的基本概念，掌握其工作原理和组成结构。

2. 学生能掌握伺服系统中关键参数的计算方法，如转速、扭矩、精度等。

3. 学生了解不同类型伺服系统的特点及其适用场合。

技能目标：1. 学生能运用所学知识分析和解决实际伺服系统应用中的问题。

2. 学生具备设计简单伺服系统的能力，能根据需求选择合适的组件并进行调试。

3. 学生能熟练使用相关工具和设备进行伺服系统的安装、调试和维护。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注工程技术发展的意识，激发对伺服系统及其应用的兴趣。

2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，增强团队协作和沟通能力。

3. 培养学生具备安全意识，遵循相关操作规程，确保伺服系统应用的安全可靠。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以实际应用为导向。

课程目标旨在使学生掌握伺服系统的基础知识，具备实际操作和问题解决能力，同时培养良好的职业素养和安全意识。

通过课程学习，为学生未来在自动化、机器人等相关领域的发展奠定基础。

二、教学内容1. 伺服系统概述：介绍伺服系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

- 教材章节：第一章伺服系统概述- 内容列举：伺服系统的定义、分类、工作原理。

2. 伺服系统组成与原理：分析伺服系统的组成结构，讲解各部分功能及相互关系。

- 教材章节：第二章伺服系统的组成与原理- 内容列举：驱动器、执行器、反馈元件、控制器等组成部分及其工作原理。

3. 伺服系统关键参数计算：学习伺服系统中转速、扭矩、精度等关键参数的计算方法。

- 教材章节：第三章伺服系统关键参数计算- 内容列举：转速与扭矩的计算、精度分析、系统稳定性分析。

4. 伺服系统类型及特点：介绍不同类型伺服系统的特点、优缺点及适用场合。

- 教材章节：第四章伺服系统类型及特点- 内容列举：步进伺服系统、交流伺服系统、直流伺服系统等。

5. 伺服系统应用与案例分析：分析伺服系统在实际应用中的案例，提高学生的问题解决能力。

伺服系统工作原理解读

第一部分：伺服系统的工作原理伺服系统(servo system)亦称随动系统，属于自动控制系统中的一种，它用来控制被控对象的转角(或位移)，使其能自动地、连续地、精确地复规输入指令的变化规律。

它通常是具有负反馈的闭环控制系统，有的场合也可以用开环控制来实现其功能。

在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。

使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。

其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。

该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一般其内部包括转矩（电流）、速度和/或位置闭环。

其工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。

再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。

伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

全数字伺服系统一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三环结构。

系统硬件大致由以下几部分组成：电源单元；功率逆变和保护单元；检测器单元；数字控制器单元；接口单元。

相对应伺服系统由外到内的"位置"、"速度"、"转矩" 三个闭环，伺服系统一般分为三种控制方式。

在使用位置控制方式时，伺服完成所有的三个闭环的控制。

在使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电流）两个闭环的控制。

一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。

另外，有人认为位置控制方式容易受到干扰。

而扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制，即电流控制，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，多用在单一的扭矩控制场合，比如在小角度裁断机中，一个电机用速度或位置控制方式，用来向前传送材料，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。

伺服作动器

(5)电动静液作动系统可通过改变电机、泵和油缸之间相对位置改变作动器的尺寸；机电作动器中电机、减速器和滚珠丝杆的相对位置不能随意改变，对有限空间电动静液作动系统可以随控布局，具有相对优势。
(6)电动静液作动器保留传统液压作动系统很多优点，具有和传统阀控作动系统一样的舵面接口，对现有系统的结构改动量小，技术风险小，更受飞机制造者的偏爱。
动控制面(舵面)的偏转，从而实现飞行控制系统对飞机飞
行进行控制的目的。具备对自身工作状态检测、故障处理及状态申报等能力。
典型伺服作动系统比较：
1、机电作动器EMA
机电作动系统：通过控制电动机或电器运行直接或间接地控制负载运动，实现目标位置伺服控制的一类系统的总称。机电作动系统在飞机飞控中应用，极大提升飞机的可靠性、可维修性和灵活性，减轻飞机重量及燃油消耗。相较于维修费用高而又易受损伤的传统类型作动系统，其安全性能和经济性能都有较大的优势。
机电作动系统的关键技术
(1)电机技术考虑飞行器应用，随着电磁材料的发展和可靠性、可控性的要求不断提高，飞行器中EMA 采用电动机主要有
感应电动机、永磁同步电动机、无刷直流电动机和开关磁阻电动机，并日益倾向高速钐钴永磁无刷直流电动机。
目前，EMA 中除了采用多台电机构成余度外，还可以
采用高可靠性电机：电气多余度电机、机械多余度电机和容错电机等，通过各种形式绕组备份来实现高可靠性。
气动、液压和电动作动器综合性能比较如表所示
气动作动系统结构：电气伺服马达、电磁阀、螺杆、轴承和导杆等组成。
特点：电气伺服马达驱动电磁气动阀，控制活塞两侧气缸内高压空气的进入与排出。
思考题： 1、伺服作动系统分类及其各自的特点？(EMA,EHA) 2、作动系统的频宽定义？ 3、作动系统的分辨率是什么？ 4、作动系统的动态刚度定义？

第六章：伺服系统(6学时)PPT课件

4
四、常见三种电气伺服驱动装置的特点：
1、步进电机（Stepping Motor）
✓转角与数字脉冲成比例，可构成直接数字控制 ✓构成廉价的开环系统 ✓控制系统控制较简单
2、直流伺服电机(DC Servo Motor)
✓高响应、高功率密度 ✓可实现高精度的数字控制 ✓换向器件需维护
3、交流伺服电机(AC Servo Motor)
对于直线移动的工作台，折算到丝杠轴的转动惯量为：
J
M
(
p
2
)2
丝杠轴折算到电机轴的转动惯量为：
J
1 i2
J
z
2
Js
p M(
2
)
2
因此，折算到电机轴的等效转动惯量Jd为：
Jd
Jm
J z1
1 i2
J
z
2
Js
M
(
p
2
)
2
对于齿轮齿条传动的工作台，折算到驱动轴的转动惯量为：
J M R 2 R为齿轮分度圆半径
TN
Jm
d
dt
因此，比功率为：
dP dt
TN2
/
Jm
2、快速性好；调速范围宽（1：1000以上）；适应启停频繁的工作要求等。
6
§ 6.2 步进电机伺服驱动
一、步进电机工作原理
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的电气执行元件，电机绕组每接受一个脉冲，转子转过相应的角度（即步距角），低频率运行时，明显可见电机轴是一步一步转动的，故称为步进电动机。
适用范围：空压伺服、步进电机伺服、交流直流伺服、液压伺服
2
三、伺服系统基本要求
精度指输出量复现输入指令信号的精确程度，通常用稳态误差表示

电气伺服系统

• 从上式可知，步距角与相数及齿数有关，要想获得小的步距角的话，必须增大相数或齿数。但是，相数越
多的话，它的驱动电源就越复杂，并且成本也越高，
一般的步进电动机做成二相、三相、四相、五相或六相。因此，减小步距角的根本方法是增加转子齿数z。
3) 测速发电机
测速发电机将转速转变为电压信号,广泛用于速度和位置控制系统中.
嵌 • 有两套相差90度电角度
的绕组:激磁绕组WF,控制绕组WC; • 这两套绕组分别由两个电源供电.
接线图
两相交流伺服电动机的结构
• (2)转子:
• 分为鼠笼型和杯型两种.
• (1)鼠笼型转子作得细而长,转子导体采用高电阻率的材料.用于小功率的自动控制系统.产品型号 SL系列.
• (2)空心杯型转子作成薄壁圆筒形,放在内外定子之间.用于要求运行平滑的系统.产品型号SK系列.
▪相位误差:一般要求不超过1度-2度.
▪灵敏度:交流测速发电机的灵敏度比较低.
输出特性的线性度
2.直流测速发电机
• 1)基本原理 • 电气原理如右图所示,它是一
种测量转速用小型他激直流
U a发为0 :电机E .空C载e时n ,电枢两端电压
Ua Cen /(1Ua /U L )
▪2)输出特性:负载越小,转速越高,输出特性曲线弯曲越厉害. ▪3)性能: 没有剩余电压,特性钭率比异步机大; 有换向器和电刷,换向火花产生无线电干扰,输出特性不稳定.
பைடு நூலகம்
14 23
B
CB
CB
CB
C
A'
A'
A'
A'
(a)
(b)
(c)

伺服系统

台达ASDA-B系列伺服驱动器介绍：
端子记号 R 、S 、 T U、V、W
名称主控回路电源输入端电机连接线
P、D、C
接地端
回生电阻端
两处连接上位控制器编码器连接器通讯连接器（个人电脑）
CN1
CN2 CN3
ASDA-B驱动器模式设置
模式名称
位置模式
模式代号
P
模式码
00
说明
驱动器接受位置命令，位置命令有端子台输入型号形态为脉冲。驱动器接受速度命令，速度命令有内部寄存器提供也可外部端子输入仿真电压（10~+10) 驱动器接受速度命令，速度命令仅有内部寄存器提供。驱动器受转矩命令，转矩命令有内部寄存器提供或有外部端子输入仿真电压（10~+10)。
2位置控制：位置控制一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转速的大小，通过脉冲的个数来确定转的动的角度。一般应用与定位控制例如数控机床印刷机械等。 3速度控制：通过模拟量的输入或直接对寄存器赋值都可以进行转动速度的控制。
伺服驱动器结构：
主电路：主电路的结构是采用交-直-交结构与变频器类似主电路中滤波电路后的发光二极管为电源指示需注意当外部电源断开时由于滤波器电容给它放电所以仍能发光故使用伺服驱动器时等指示灯灭时在接线。
一、伺服系统
伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或
复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的
位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和
位置控制非常灵活方便。
永磁同步交流伺服电机结构：永磁同步交流伺服电机由定子、转子和编码器构成。

数控机床的伺服驱动系统

不同的含义。数组说明的方括号中给出的是某一维的长度;而数组元素中的下标是该元素在数组中的位置标识。数组是一种构造类型的数据。一维数组可以看作是由一维数组嵌套而构成的。
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6.2 二维数组
6.2.3二维数组的初始化
一维数组初始化也是在类型说明时给各下标变量赋以初值。一维数组可按行分段赋值，也可按行连续赋值。
6.2 步进电机及其驱动控制系统
4、根据结构分类步进电机可制成轴向分相式和径向分相式，轴向分相式
又称多段式，径向分相式又称单段式。单段反应式步进电机，是目前步进电机中使用最多的一种结构形式。还有一种反应式步进电机是按轴向分相的，这种步进电机也称为多段反应式步进电机。
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6.2 步进电机及其驱动控制系统
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6.2 步进电机及其驱动控制系统
6.2.1步进电机的分类
1、根据相数分类步进电机有二、四、五、六相等几种，相数越多，步距
角越小，而且采用多相通电，可以提高步进电机的输出转矩。
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6.2 步进电机及其驱动控制系统
2、根据力矩产生的原理分类分为反应式和永磁反应式(也称混合式)两类。反应式步进电机的定子有多相磁极，其上有励磁绕组，而转子无绕组，用软磁材料制成，由被励磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行。永磁反应式步进电机的定子结构与反应式相似，但转子用永磁材料制成或有励磁绕组、由电磁力矩实现步进运行，这样可提高电机的输出转矩，减少定子绕组的电流。
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6.2 步进电机及其驱动控制系统
1、三相三拍工作方式在图6-2中，设A相通电，A相绕组的磁力线为保持磁阻
最小，给转子施加电磁力矩，使磁极A与相邻转子的1、3齿对齐；接下来若B相通电，A相断电，磁极B又将距它最近的 2、4齿吸引过来与之对齐，使转子按逆时针方向旋转30°；下一步C相通电，B相断电，

机电一体化第六章伺服驱动控制系统设计

更加简单。步进电机既是驱动元件，又是脉冲角位移变换元件。 E. 当控制脉冲数很小，细分数较大时，运行速度达到每转30分
钟。 F.体积小、自定位和价格低是步进电动机驱动控制的三大优势。 G. 步进电机控制系统抗干扰性好
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二、伺服驱动控制系统设计的基本要求
1. 高精度控制 2. 3. 调速范围宽、低速稳定性好 4. 快速的应变能力和过载能力强 5. 6.
闭环调节系统。
(4) ①
② 调节方法。
(5) ① 使用仪器。用整定电流环的仪器记录或观察转速实际值波形，电
② 调节方法。
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六、晶体管脉宽(PWN)直流调速系统
晶体管脉宽直流调速系统与用频率信号作开关的晶闸管系统相比，具 (1) 由于系统主电源采用整流滤波，因而对电网波形影响小，几乎不 (2) 由于晶体管开关工作频率很高（在2 kHz左右），因此系统的 (3) 电枢电流的脉动量小，容易连续，不必外加滤波电抗器也可平稳 (4) 系统的调速范围很宽，并使传动装置具有较好的线性，采用Z2
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(2) ① A. 步进电动机型号：130BYG3100D (其他型号干扰大) B. 静转矩15 N·m C. 步距角0.3°/0 6°
D. 空载工作频率40 kHz E. 负载工作频率16 kHz ② A. 驱动器型号ZD-HB30810 B. 输出功率500 W C. 工作电压85～110 V D. 工作电流8 A E. 控制信号，方波电压5～9 V，正弦信号6～15 V ③ 控制信号源。
(3) ① 标准信号控制系统（如图6-16） ②检测信号控制系统（如图6-17）
③ 计算机控制系统（如图6-18）
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图6-16 标准信号控制系统图图6-17 检测信号控制系统图图6-18 计算机控制系统图

伺服系统介绍 ppt

USB A型
USB mini-B型
USB A型
USB B型
采用运动控制器连接
MR-J3-B型无需对每根轴进行电缆替换：
多轴参数、多轴显示器
ＳＳＣＮＥＴⅢ
参数统一管理
MR-Configurator和MT-Developer的兼容性提高
多轴参数设定
通过MT-Developer图标启动 MR-Configurator
高性能伺服网络
基于光纤通信方式的50Mbps高速通信高精度同步系统
快速响应通信周期最快0.44ｍｓ
使用MR-J3 系统达到最佳机械性能
◎高性能ＳＳＣＮＥＴⅢ ◎基本性能
・900Hz 响应速度・利用高级控制抑制机器振动 ◎ＨＦ系列马达・低幅度摆动力矩・高速 / 大扭矩・262144p/rev ABS 标准编码器 ◎ＭＲ-Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｏｒ（伺服设置软件）・功能更强，操作更方便・可以用MT-Developer进行操作
· MR-J2S-B的特点
SSCNETⅡ高速串行总线连接型，指令传输速度为10Mbps 可连接支持SSCNET网络的控制器实现高速复杂精确动作
Q系列定位模块QD75M Q172/173CPU运动控制器连接方便，便于设备安装调试集成的控制器软件，方便系统进行参数和定位数据设置
· SSCNET与传统接线方式比较
0
-500
到位
-1000
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
time[sec]
1000
机器位置 ¬ x w ß [rad/s]
×¤ ÄÞÙ°Ì ß[um]

伺服系统总结(电机和驱动)

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(2) 交流伺服控制系统交流伺服控制系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。除了具有稳定性好、快速性好、精度高的特点外，具有一系列优点。它的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。 (3) 直流伺服控制系统交流伺服控制系统的工作原理是建立在电磁力定律基础上。与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流，它们分别控制励磁电流与电枢电流，可方便地进行转矩与转速控制。另一方面从控制角度看，直流伺服的控制是一个单输入单输出的单变量控制系统，经典控制理论完全适用于这种系统，因此，它凭借控制简单，调速性能优异，在数控机床的进给驱动中曾占据着主导地位。
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2、电机特点：
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制
容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，
对环境有要求高。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民
用场合。
无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯
量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其
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伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机，其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服，交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。（实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的，只不过区别在于用直流供电，并控制器电子换向实现交流电机驱动）由于主要用于控制，因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机，因为其控制响应性能最优；久而久之，大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。
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二、系统的结构原理以及分类
1、结构原理
最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸等）、反馈元件和伺服驱动器，但是要让这个系统运转起来还需要一个上位机构，PLC,专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便于给伺服驱动器发送指令。

数控技术第二版课后答案朱晓春

数控技术第二版章节练习答案第一章绪论1.1数控机床是由哪几部分组成，它的工作流程是什么？答：数控机床由输入装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。

数控加工程序的编制-输入-译码-刀具补偿-插补-位置控制和机床加工1.2 数控机床的组成及各部分基本功能答：组成：由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成输入输出设备：实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印数控装置：接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。

伺服系统：接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。

测量反馈装置：检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。

机床本体：用于完成各种切削加工的机械部分。

1.3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别？答：（1）点位控制数控机床特点：只与运动速度有关，而与运动轨迹无关。

如：数控钻床、数控镗床和数控冲床等。

（2）直线控制数控机床特点：a.既要控制点与点之间的准确定位，又要控制两相关点之间的位移速度和路线。

b.通常具有刀具半径补偿和长度补偿功能，以及主轴转速控制功能。

如：简易数控车床和简易数控铣床等。

（3）连续控制数控机床（轮廓控制数控机床）：对刀具相对工件的位置，刀具的进给速度以及它的运动轨迹严加控制的系统。

具有点位控制系统的全部功能，适用于连续轮廓、曲面加工。

1.5．按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？答：（1）开环控制的数控机床；其特点：a.驱动元件为步进电机；b.采用脉冲插补法：逐点比较法、数字积分法；c.通常采用降速齿轮；d. 价格低廉，精度及稳定性差。

（2）闭环控制系统；其特点：a. 反馈信号取自于机床的最终运动部件（机床工作台）；b. 主要检测机床工作台的位移量；c. 精度高，稳定性难以控制，价格高。

（3）半闭环控制系统：其特点：a. 反馈信号取自于传动链的旋转部位；b. 检测电动机轴上的角位移；c. 精度及稳定性较高，价格适中。