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伺服控制系统的结构与功能

引进一些先进的“复合型控制策略” 来改进“控制器”性能，是当前发展高性能伺服系统的一个重要“突破口”。在介绍伺服控制器之前，需要了解伺服控制系统功能:伺服控制系统功能就是输出量对输入量的准确反映，对于一个伺服控制系统其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(可我转角)。本节主要通过两个典型实例来说明伺服系统基本结构，介绍了伺服控制系统的基本功能。

   一、伺服系统结构

  1. 寻零跟踪系统

  如图3-2所示，寻零跟踪系统是指输入量选定后输出量始终能寻至开口零位的系统。它主要包括输入选择开关、直流电动机、接触环和输出联动装置。选择开关S1有3个位置可选，与S2的3个输出触点分别对应，当S1选定一个位置后(即输入确定)，S2上的触点将在直流电动机带动下旋转至接触环的开口处，从而完成寻至开口零位(即输出位置)。

  (图3-2 寻零跟踪系统)

   2.基于欧姆龙NC211的步进伺服系统

  如图 3-3 所示，基于欧姆龙NC211的步进伺服结构主要分为五个部分:欧姆龙C200H系列PLC、欧姆龙双轴位置控制单元NC211、步进电动机驱动器、步进电动机和位置检测部分。欧姆龙位置控制单元NC211采用全数字脉冲控制方式，通过总线接口与欧姆龙PLC 进行通信，NC211 CPU可与总线接口、存储器、脉冲发生器及I/O接口进行双向通信;存储器对信号数据进行存储，存储时由于NC211为双轴位置控制单元，需占用双倍的数据存储区和内部寄存器区，分配时应注意与其他模块单元的冲突;外部输入通过I/O连接器及I/O接口电路与NC211 CPU通信;脉冲发生器可产生一定频率脉冲通过I/O连接器控制步进伺服驱动器，脉冲输入控制步进伺服器的方式有两种:双脉冲输入和单脉冲输入;步进电动机驱动器将输入脉冲进行分配，输入至功率放大器;功率放大器变频部分采用绝缘栅双极晶体管(IGBT),并进行脉冲宽度调制;步进电动机转过的电角度通过测速发电机和旋转编码器测出，并反馈回伺服电动机驱动器的比较环节和误差计数器。

  (图3-3 基于欧姆龙NC211的步进伺服结构图)

  二、伺服系统功能

  随着伺服系统应用越来越广泛，其功能也在扩展。在工业领域中，同服系统主要完或位置控制、速度控衔、液位控制、溜度控制等。微型计算机在饲聚系统中不断引用,使各种不同的挖制算法在何服控制系统中得到实现,从而使伺服控制系统更加智能化、集成化以及数字化。问服控制系统主要实现以下三类功能：

  ①以小功率指令信号去控制大功率负载。为了在操作控制系统时不至于由于强电流而造成人身安全，需用小功率信号控制强电流、大功率负载,火炮控制和船舵控制就是典型的例子。

  ②在没有机械连接的情况下，由输入轴控制位乎远处的输出轴，实现远距离同步传动。

  ③使输出机械位移jingque地跟踪电信号，如记录和指示仪表。

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