伺服機構
編輯在控制工程中,伺服機構通常簡稱為伺服,是一種使用誤差檢測負反饋來糾正機構動作的自動裝置。 在位移控制應用中,它通常包括一個內置編碼器或其他位置反饋機制,以確保輸出達到預期效果。
該術語僅適用于反饋或糾錯信號有助于控制機械位置、速度、姿態或任何其他可測量變量的系統。 例如,汽車電動窗控制不是伺服機構,因為沒有控制位置的自動反饋——操作員通過觀察來實現。 相比之下,汽車的巡航控制使用閉環反饋,將其歸類為伺服機構。
應用
編輯位置控制
一種常見類型的伺服提供位置控制。 通常,伺服系統是電動的、液壓的或氣動的。 它們根據負反饋原理運行,其中將控制輸入與機械系統的實際位置進行比較,由輸出端的某種類型的傳感器測量。 實際值和所需值之間的任何差異(誤差信號)都會被放大(并轉換)并用于驅動系統朝減少或消除誤差所需的方向發展。 該程序是控制理論的一個廣泛應用。 典型的伺服系統可以提供旋轉(角度)或線性輸出。
速度控制
通過調速器進行速度控制是另一種伺服機構。 蒸汽機使用機械調速器; 另一個早期應用是控制水輪的速度。
其他
編輯其他示例是飛機中使用伺服系統驅動飛機控制面的電傳操縱系統,以及出于相同目的使用 RC 伺服系統的無線電控制模型。 許多自動對焦相機還使用伺服機構來準確移動鏡頭。 硬盤驅動器具有亞微米定位精度的磁伺服系統。 在工業機器中,伺服系統在許多應用中用于執行復雜的運動。
伺服電機
編輯伺服電機是一種特殊類型的電機,它與旋轉編碼器或電位器組合形成伺服機構。 該組件又可以形成另一個伺服機構的一部分。 電位器提供簡單的模擬信號來指示位置,而編碼器提供位置和速度反饋,通過使用 PID 控制器可以更精確地控制位置,從而更快地達到穩定位置(對于給定的電機功率) . 當溫度變化時,電位器會發生漂移,而編碼器則更穩定和準確。
伺服電機用于高端和低端應用。 高端是使用旋轉編碼器的精密工業組件。 低端是廉價的無線電控制伺服系統(RC 伺服系統),用于無線電控制模型,它使用自由運行的電機和帶有嵌入式控制器的簡單電位器位置傳感器。 術語伺服電機通常指高端工業組件,而術語伺服最常用于描述采用電位計的廉價設備。 步進電機不被認為是伺服電機,盡管它們也被用于構建更大的伺服機構。 步進電機由于其結構而具有固有的角度定位,這通常以無反饋的開環方式使用。 它們通常用于中等精度的應用。
RC 伺服系統用于為各種機械系統提供驅動,例如汽車的轉向、飛機的控制面或船的舵。 由于它們的經濟性、可靠性和微處理器控制的簡單性,它們通常用于小型機器人應用。 標準 RC 接收器(或微控制器)向伺服系統發送脈寬調制 (PWM) 信號。 伺服器內部的電子設備將脈沖寬度轉換為位置。 當指令舵機旋轉時,電機通電,直到電位器達到指令位置對應的值。
歷史
編輯James Watt 的蒸汽機調速器通常被認為是xxx個動力反饋系統。 風車扇尾是自動控制的早期例子,但由于它沒有放大器或增益,通常不被認為是伺服機構。
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