什么是伺服系统？
伺服系统是在变频技术的基础上开发的产品。它是一种以机械位置或角度为控制对象的自动控制系统。除了速度和扭矩控制外，伺服系统还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

广义伺服系统是一种精确跟踪或再现给定过程的控制系统，也可以称为跟踪系统。
狭义伺服系统被称为位置跟随系统。其控制量（输出量）是装载机空间位置的线性位移或角位移。当位置给定量（输入量）任意变化时，系统的主要任务是使输出快速准确地再现给定量的变化。


机器人和伺服系统
如果我们谈论当前的热门技术，机器人绝对是其中之一。作为典型的机电一体化和技术密集型产品，机器人是如何操作的？
机器人控制分为两类：机械本体控制和伺服机构控制。伺服控制系统是实现机器人机械体控制和伺服机构控制的重要组成部分。因此，要想了解机器人的操作过程，一定不能绕过伺服系统。

伺服系统
存在各种结构和类型的机电一体化伺服控制系统。从自动控制理论的角度来看，伺服控制系统通常包括五个部分：控制器、受控对象、执行环节、检测环节和比较环节。

1.比较链接
比较链路是将输入命令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出和输入之间的偏差信号的链路，通常由专用电路或计算机实现。

2.控制器
控制器通常是计算机或PID（比例、积分和微分）控制电路。其主要任务是变换比较元件输出的偏差信号，以控制致动器按要求动作。

3.实施环节
执行环节的功能是根据控制信号的要求，将各种形式的输入能量转换为机械能，驱动受控对象工作。机电一体化系统中的执行部件通常指各种电机或液压和气动伺服机构。

4.受控对象

受控对象是机械臂或机械工作平台。

5.测试环节
检测链路是指能够测量输出并将其转换为比较链路所需尺寸的设备，通常包括传感器和转换电路。

伺服系统的特点和功能
伺服系统与普通机床的进给系统有本质的不同。它可以根据指令信号精确地控制执行部件的运动速度和位置。伺服系统是连接数控设备和机床的纽带，是数控系统的重要组成部分。它具有以下功能：
它必须有一个高精度的传感器，能够准确地给出输出的电信号。
功率放大器和控制系统都必须是可逆的。
足够的速度范围和足够强的低速负载性能。
响应能力强，抗干扰能力强。

伺服系统类型
根据控制原理：有开环、闭环和半闭环三种类型。
根据控制量的性质：有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式。
根据驱动方式：有电动、液压和气动伺服驱动形式。
按执行机构分：有步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服形式。


伺服系统的执行器组件
1.执行机构的类型和特性
（1） 电动执行机构
电动执行器包括直流（DC）伺服电机、交流（AC）伺服电机，步进电机和电磁铁等，它们是最常用的执行器。
（2） 液压执行机构
液压执行机构主要包括往复式气缸、旋转式气缸、液压马达等，其中气缸最为常见。在输出功率相同的情况下，液压元件具有重量轻、速度快的特点。

（3） 气动执行机构

气动执行机构与液压执行机构没有什么不同，只是使用压缩空气作为工作介质。尽管气动驱动器可以获得更大的驱动力、行程和速度，但由于空气粘度和压缩性差，它不能用于需要高定位精度的场合。

2.常用控制电机
控制电机是电气伺服控制系统的动力部件。它是一种将电能转换为机械能的能量转换装置。机电一体化产品中常用的控制电机是指能够提供正确或更复杂动作的伺服电机。
控制电机包括旋转和线性驱动电机。通过对电压、电流、频率（包括指令脉冲）等的控制，实现了恒速、变速驱动或重复启停的增量驱动和复杂驱动，驱动精度随驱动对象的不同而变化。
（1） 伺服驱动电机一般指步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机。
（2） 常用伺服控制电机的控制方法主要包括开环控制、半闭环控制和闭环控制。
闭环系统的驱动系统具有位置（或速度）反馈链路。开环系统没有位置和速度反馈链路。

什么是机器人伺服系统？

在正常情况下，我们所说的机器人伺服系统是指用于多轴运动控制的精密伺服系统。多轴运动控制系统由高级运动控制器和低级伺服驱动器组成。运动控制器负责运动控制命令的解码、每个位置控制轴的相对运动、加速和减速轮廓控制等。其功能是减少整个系统运动控制的路径误差。伺服驱动器负责伺服电机的位置控制，其主要功能是减少伺服轴的跟随误差。
机器人的伺服系统由三部分组成：伺服电机、伺服驱动器和指令机构。伺服电机是实现运动的执行器。伺服驱动器是伺服电机的电源。指令机制用于脉冲或速度。它与伺服驱动器一起正常工作。

机器人对伺服电机的要求比其他两个部分更高。首先，要求伺服电机具有快速响应。电机从获得指令信号到完成指令所需的工作状态的时间应较短。对指令信号的响应时间越短，电伺服系统的灵敏度越高，快速响应性能越好。通常，伺服电机的机电时间常数的大小用于说明伺服电机的快速响应性能。其次，伺服电机的起动转矩惯性比应较大。在驱动负载的情况下，机器人的伺服电机需要具有大的启动转矩和小的惯性矩。最后，伺服电机必须具有连续性和线性的控制特性。随着控制信号的变化，电机的速度可以连续变化，有时速度需要与控制信号成比例或近似成比例。
当然，为了与机器人的体型相匹配，伺服电机必须尺寸小、质量小、轴向尺寸短。它还应能承受恶劣的操作条件，并能进行非常频繁的前进和后退以及加速和减速操作。

伺服驱动器是一种致动器，它可以直接或间接地驱动机器人主体，通过使用各种电机产生的扭矩和力来获得机器人的各种运动。它具有高扭矩与惯性比、无电刷和反向火花的优点。它被广泛用于机器人。

伺服系统的发展趋势
随着伺服系统的应用越来越广泛，用户对伺服驱动技术提出了更高的要求。一般来说，伺服系统的发展趋势可以概括为以下几个方面：
集成：越来越多具有高开关频率的新型功率半导体器件被用于伺服控制系统的输出设备。该设备将功能集成到一个小模块中，形成高精度的全闭环调节系统。这些功能包括输入隔离、能耗制动、过温、过电压、过电流保护和故障诊断等。高度集成大大降低了整个控制系统的体积。

智能化：伺服系统的智能化表现在以下几个方面：通过人机对话，软件可以设置系统的所有操作参数。它们都具有故障自诊断分析功能和参数自调整功能等。具有自调整功能的伺服单元可以通过多次试运行自动调整系统的参数，并自动实现其优化。
网络化：伺服系统网络化是综合自动化技术发展的必然趋势。它是控制技术、计算机技术和通信技术相结合的产物。
简化：这里提到的“简化”不是简单的，而是简化。根据用户情况，加强用户使用的伺服功能，使其专业化、精细化，并对一些未使用的功能进行精简，从而降低伺服系统成本，为客户创造更多利益