工業 こうぎょう 用 よう 伺服馬 ば 達 たち ,灰 はい 綠色 みどりいろ 部 ぶ 份為直流 ちょくりゅう 無 む 刷 すり 馬 ば 達 たち ,下方 かほう 黑色 こくしょく 部 ぶ 份為行 ぎょう 星 ほし 減速 げんそく 齿輪,上方 かみがた 黑色 こくしょく 部 ぶ 份為可 か 提供 ていきょう 位置 いち 回 かい 授的旋轉 せんてん 編 へん 碼器
伺服機構 きこう (servomechanism )係 がかり 指 ゆび 經由 けいゆ 閉迴路 ろ 控 ひかえ 制 せい 方式 ほうしき 達 たち 到 いた 一 いち 個 こ 機械 きかい 系統 けいとう 位置 いち 、速度 そくど 、或 ある 加速度 かそくど 控 ひかえ 制 せい 的 てき 系統 けいとう 。[ 1]
伺服機構 きこう 理論 りろん (servomechansim theory )起源 きげん 於二 に 次 じ 世界 せかい 大戰 たいせん 期間 きかん ,美 び 軍 ぐん 為 ため 了 りょう 發展 はってん 具有 ぐゆう 自動 じどう 控 ひかえ 制 せい 功 こう 能 のう 的 てき 雷 かみなり 達 たち 追 つい 蹤系統 けいとう ,委託 いたく 了 りょう 麻 あさ 省 しょう 理工 りこう 學院 がくいん 發展 はってん 控 ひかえ 制 せい 機械 きかい 系統 けいとう 的 てき 閉迴路 ろ 控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ ,以強化 か 火 ひ 控 ひかえ 系統 けいとう 的 てき 精 せい 準 じゅん 度 ど ,此一發展奠定了後來伺服機構理論的基礎。而微 ほろ 處理 しょり 器 き 及積 せき 體 たい 電路 でんろ 的 てき 不斷 ふだん 進化 しんか ,不 ふ 僅帶動 どう 了 りょう 資 し 訊產業 さんぎょう 的 てき 發展 はってん ,也間接 かんせつ 帶 たい 動 どう 了 りょう 伺服驅動 くどう 技術 ぎじゅつ 的 てき 發展 はってん 。[ 1]
一個伺服系統的構成通常包含受控體(plant)、致動器 き (actuator)、傳 つて 感 かん 器 き (sensor)、控 ひかえ 制 せい 器 き (controller)等 とう 幾 いく 個 こ 部分 ぶぶん 。受控體 からだ 係 がかり 指 ゆび 被 ひ 控 ひかえ 制 せい 的 てき 物件 ぶっけん ,例 れい 如一 いち 個 こ 機械 きかい 手 しゅ 臂 ひじ ,或 ある 是 ぜ 一 いち 個 こ 機械 きかい 工作 こうさく 平台 ひらだい 。致動器 き 的 てき 功 こう 能 のう 在 ざい 於主要 よう 提供 ていきょう 受控體 たい 的 てき 動力 どうりょく ,可能 かのう 以氣壓 きあつ 、油壓 ゆあつ 、或 ある 是 ぜ 電力 でんりょく 驅動 くどう 的 てき 方式 ほうしき 呈 てい 現 げん ,若 わか 是 ぜ 採用 さいよう 油壓 ゆあつ 驅動 くどう 方式 ほうしき ,則 のり 為 ため 油壓 ゆあつ 伺服系統 けいとう 。目前 もくぜん 絕大 ぜつだい 多數 たすう 的 てき 伺服系統 けいとう 採用 さいよう 電力 でんりょく 驅動 くどう 方式 ほうしき ,致動器 き 包含 ほうがん 了 りょう 馬 うま 達 いたる 與 あずか 功 こう 率 りつ 放 ひ 大器 たいき ,例 れい 如應用 おうよう 於伺服 ふく 系統的 けいとうてき 特別 とくべつ 設計 せっけい 馬 ば 達 たち 稱 しょう 之 の 為 ため 伺服馬 ば 達 たち (servo motor),其裝置 そうち 內含位置 いち 回 かい 授裝置 そうち ,如光電 でん 編 へん 碼器(optical encoder)或 ある 是 ぜ 解 かい 角 かく 器 き (resolver)。一個傳統伺服機構系統的組成,伺服驅動 くどう 器 き 主要 しゅよう 包含 ほうがん 功 こう 率 りつ 放 ひ 大器 たいき 與 あずか 伺服控 ひかえ 制 せい 器 き 。
以伺服 ふく 馬 うま 達 たち 為 ため 例 れい ,其伺服 ふく 控 ひかえ 制 せい 器 き 通常 つうじょう 包含 ほうがん 速度 そくど 控 ひかえ 制 せい 器 き 與 あずか 扭矩 控 ひかえ 制 せい 器 き ,馬 うま 達 たち 通常 つうじょう 提供 ていきょう 類比 るいひ 式 しき 的 てき 速度 そくど 回 かい 授信號 ごう ,控 ひかえ 制 せい 界面 かいめん 採用 さいよう ±10V的 てき 類比 るいひ 訊號,經由 けいゆ 外 がい 迴路的 てき 類比 るいひ 命令 めいれい ,可 か 直接 ちょくせつ 控 ひかえ 制 せい 馬 うま 達 たち 的 てき 轉 てん 速 そく 或 ある 扭矩。採用 さいよう 這種伺服驅動 くどう 器 き ,通常 つうじょう 必須 ひっす 再 さい 加 か 上 じょう 一 いち 個 こ 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 器 き (position controller),才能 さいのう 完成 かんせい 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 。
目前 もくぜん 主要 しゅよう 應用 おうよう 於工業界 ぎょうかい 的 てき 伺服馬 ば 達 たち 包括 ほうかつ 直流 ちょくりゅう 伺服馬 ば 達 たち 、永 えい 磁交流 こうりゅう 伺服馬 ば 達 たち 、與 あずか 感應 かんおう 交流 こうりゅう 伺服馬 ば 達 たち ,其中又 また 以永磁交流 こうりゅう 伺服馬 ば 達 たち 佔絕大 だい 多數 たすう 。控 ひかえ 制 せい 器 き 的 てき 功 こう 能 のう 在 ざい 於提供 ていきょう 整 せい 個 こ 伺服系統 けいとう 的 てき 閉路 へいろ 控 ひかえ 制 せい ,如扭矩 のり 控 ひかえ 制 せい 、速度 そくど 控 ひかえ 制 せい 、與 あずか 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 等 とう 。目前 もくぜん 一般 いっぱん 工業 こうぎょう 用 よう 伺服驅動 くどう 器 き (servo drive)通常 つうじょう 包含 ほうがん 了 りょう 控 ひかえ 制 せい 器 き 與 あずか 功 こう 率 りつ 放 ひ 大器 たいき 。伺服驅動 くどう 器 き 包含 ほうがん 了 りょう 伺服控 ひかえ 制 せい 器 き 與 あずか 功 こう 率 りつ 放 ひ 大器 たいき ,伺服馬 ば 達 たち 提供 ていきょう 解析 かいせき 度 ど 的 てき 光 ひかり 電 でん 編 へん 碼器回 かい 授信號 ごう 。
多 た 軸 じく 運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう [ 编辑 ]
精密 せいみつ 伺服系統 けいとう 多 た 應用 おうよう 於多軸 じく 運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう ,如工業 こうぎょう 機器 きき 人 じん 、工具 こうぐ 機 き 、電子 でんし 零 れい 件 けん 組 ぐみ 裝 そう 系統 けいとう 、PCB自動 じどう 插件機 き 、PCB鑽孔 さんこう 機 き 等 とう 等 とう 。
工作 こうさく 物件 ぶっけん 的 てき 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 可 か 藉由平台 ひらだい 的 てき 移動 いどう 來 らい 達成 たっせい ,平台 ひらだい 位置 いち 的 てき 偵測有 ゆう 兩 りょう 種 たね 方式 ほうしき ,一種是藉由伺服馬達本身所安裝的光電編碼器,由 よし 於是以間接 かんせつ 的 てき 方式 ほうしき 回 かい 授工作 こうさく 物件 ぶっけん 的 てき 位置 いち ,再 さい 藉由閉迴路 ろ 控 ひかえ 制 せい 達 たち 到 いた 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 的 てき 目的 もくてき ,因 いん 此也稱 しょう 之 の 為 ため 間接 かんせつ 位置 いち 控 ひかえ 制 せい (indirect position control)。另一種方式是直接將位置感測元件安裝在平台上,如光學 がく 尺 じゃく 、雷 かみなり 射 い 位置 いち 感 かん 測 はか 計 けい 等 とう 等 とう ,直接 ちょくせつ 回 かい 授工作 こうさく 物件 ぶっけん 的 てき 位置 いち ,再 さい 藉由閉迴路 ろ 控 ひかえ 制 せい 達 たち 到 いた 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 的 てき 目的 もくてき ,稱 しょう 之 の 為 ため 直接 ちょくせつ 位置 いち 控 ひかえ 制 せい (direct position control)。一個多軸運動控制系統由高階的運動控制器(motion controller)與 あずか 低 てい 階 かい 的 てき 伺服驅動 くどう 器 き (servo drive)所 しょ 組成 そせい ,運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 器 き 負 ふ 責 せめ 運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 命令 めいれい 解 かい 碼、各個 かっこ 位置 いち 控 ひかえ 制 せい 軸 じく 彼此 ひし 間 あいだ 的 てき 相對 そうたい 運動 うんどう 、加減 かげん 速 そく 輪廓 りんかく 控 ひかえ 制 せい 等 とう 等 とう ,其主要 しゅよう 關 せき 鍵 かぎ 在 ざい 於降低 てい 整體 せいたい 系統 けいとう 運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 的 てき 路 ろ 徑 みち 誤差 ごさ ;伺服驅動 くどう 器 き 負 ふ 責 せめ 伺服馬 ば 達 たち 的 てき 位置 いち 控 ひかえ 制 せい ,主要 しゅよう 關 せき 鍵 かぎ 在 ざい 於降低 てい 伺服軸 じく 的 てき 追隨 ついずい 誤差 ごさ 。一個雙軸運動控制系統在一般的情況下x-軸 じく 與 あずか y-軸 じく 的 てき 動態 どうたい 響 ひびき 應 おう 特性 とくせい 會 かい 有 ゆう 相當 そうとう 大 だい 的 てき 差異 さい ,在 ざい 高速 こうそく 輪廓 りんかく 控 ひかえ 制 せい 時 じ (contouring control),會 かい 造成 ぞうせい 顯著 けんちょ 的 てき 誤差 ごさ ,因 いん 此必須 ひっす 設計 せっけい 一個運動控制器以整體考量的觀點解決此一問題。
網 あみ 路 ろ 分散 ぶんさん 式 しき 伺服系統 けいとう [ 编辑 ]
隨 ずい 著 ちょ 網 もう 路 ろ 通 どおり 訊技術 ぎじゅつ 的 てき 進步 しんぽ ,採用 さいよう 即時 そくじ 網 もう 路 ろ 通 どおり 訊技術 ぎじゅつ 的 てき 伺服系統 けいとう 也隨之 の 發展 はってん ,利用 りよう SERCOS即時 そくじ 通 どおり 訊網路 ろ 技術 ぎじゅつ (real-time network communication)所 しょ 發展 はってん 的 てき 網 もう 路 ろ 控 ひかえ 制 せい 分散 ぶんさん 式 しき 伺服系統 けいとう ,目前 もくぜん 已 やめ 有 ゆう 多種 たしゅ 採用 さいよう 不同 ふどう 通 つう 訊協定 きょうてい 的 てき 分散 ぶんさん 式 しき 運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 系統 けいとう ,如SERCOS、Real-Time Ethernet、Real-Time CAN bus。應用 おうよう 高速 こうそく 網 もう 路 ろ 技術 ぎじゅつ 於分散 ぶんさん 式 しき 伺服系統 けいとう 有 ゆう 許多 きょた 優 ゆう 點 てん ,諸 しょ 如更靈 れい 活 かつ 的 てき 系統 けいとう 應用 おうよう 、更 さら 佳 よ 的 てき 系統 けいとう 整合 せいごう 控 ひかえ 制 せい 效果 こうか 等 とう 等 とう 。
環狀 かんじょう 多 た 回路 かいろ 控 ひかえ 制 せい 架 か 構[ 编辑 ]
一個實際的伺服系統通常採用環狀多迴路控制架構。此種控 ひかえ 制 せい 架 か 構,具有 ぐゆう 先天的 せんてんてき 解 かい 耦控 ひかえ 制 せい 效果 こうか ,可 か 以分層 そう 負 ふ 責 せめ 的 てき 完成 かんせい 一個伺服系統中所需要的位置、速度 そくど 、加速度 かそくど 控 ひかえ 制 せい 。
伺服系統 けいとう 具有 ぐゆう 綜效 技術 ぎじゅつ (synergy technology)的 てき 本質 ほんしつ 。伺服系統 けいとう 設計 せっけい 必須 ひっす 整合 せいごう 多項 たこう 關 せき 鍵 かぎ 技術 ぎじゅつ ,如自動 じどう 控 ひかえ 制 せい 、運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 、數 すう 位 い 控 ひかえ 制 せい 、馬 うま 達 たち 控 ひかえ 制 せい 、電力 でんりょく 電子 でんし 、微 ほろ 處理 しょり 器 き 軟硬 かた 體 からだ 設計 せっけい 等 とう 等 とう ,伺服系統 けいとう 設計 せっけい 工程 こうてい 師 し 必須 ひっす 針 はり 對 たい 系統 けいとう 的 てき 應用 おうよう 需求,整合 せいごう 多項 たこう 不同 ふどう 的 てき 技術 ぎじゅつ ,而此一 いち 系統 けいとう 整合 せいごう 的 てき 特質 とくしつ ,會 かい 隨 ずい 著 ちょ 微 ほろ 電子 でんし 技術 ぎじゅつ 的 てき 進展 しんてん ,更 さら 明 あかり 顯 あらわ 的 てき 以『即時 そくじ 多 た 工 こう 韌體 控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ 』的 てき 方式 ほうしき 呈 てい 現 げん 。
隨 ずい 著 ちょ 高性能 こうせいのう 微 ほろ 處理 しょり 器 き 、數 すう 位 い 信號 しんごう 處理 しょり 器 き 的 てき 發展 はってん ,數 すう 位 い 伺服控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ 已 やめ 成 なり 為 ため 工業 こうぎょう 伺服系統 けいとう 的 てき 主流 しゅりゅう 。
DSP數 すう 位 い 伺服控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ [ 编辑 ]
數字 すうじ 信號 しんごう 處理 しょり 器 き (DSP)可視 かし 為 ため 一個具有強大計算能力的微處理器,舉凡微 ほろ 處理 しょり 器 き 可 か 以應用 おうよう 的 てき 場合 ばあい ,如需要 よう 更 さら 快速 かいそく 的 てき 計算 けいさん 能力 のうりょく ,則 のり 可 か 考慮 こうりょ 使用 しよう DSP。但 ただし 值得注意 ちゅうい 的 てき 是 ぜ ,單 たん 晶 あきら 片 かた 微 ほろ 控 ひかえ 器 き (microcontroller)已 やめ 廣 こう 泛應用 おうよう 於工業 こうぎょう 控 ひかえ 制 せい 領域 りょういき ,其關鍵 かぎ 主要 しゅよう 在 ざい 於完整 せい 的 てき I/O 界面 かいめん ,而一般 いっぱん 的 てき DSP並 なみ 不 ふ 具備 ぐび 這些功 こう 能 のう 。但 ただし 近 きん 年來 ねんらい ,已 やめ 發展 はってん 出 で 特別 とくべつ 針 はり 對 たい 伺服馬 ば 達 たち 控 ひかえ 制 せい 的 てき 單 たん 晶 あきら 片 かた DSP控 ひかえ 制 せい 器 き ,例 れい 如德 とく 州 しゅう 儀 ぎ 器 き 的 てき TMS320F24xx、TMS320F2812等 とう 等 とう ,不 ふ 僅計算 けいさん 性能 せいのう 強大 きょうだい 、具備 ぐび 馬 ば 達 たち 控 ひかえ 制 せい 所 しょ 需要 じゅよう 的 てき I/O界面 かいめん ,同時 どうじ 價格 かかく 也相當 とう 便宜 べんぎ ,因 いん 此直接 ちょくせつ 帶 たい 動 どう 了 りょう 以DSP為 ため 核心 かくしん 的 てき DSP數 すう 位 い 馬 うま 達 たち 控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ 的 てき 發展 はってん 。[ 1]
電腦 でんのう 輔助伺服系統 けいとう 設計 せっけい [ 编辑 ]
由 よし 於伺服 ふく 系統 けいとう 設計 せっけい 包含 ほうがん 多項 たこう 不同 ふどう 技術 ぎじゅつ 的 てき 整合 せいごう ,也使得 とく 其設計 けい 過程 かてい 顯 あらわ 得 どく 更 さら 為 ため 複雜 ふくざつ 。因 よし 此利用 りよう 電腦 でんのう 輔助設計 せっけい 與 あずか 即時 そくじ 線上 せんじょう 控 ひかえ 制 せい 模擬 もぎ 成 なり 為 ため 現代 げんだい 伺服系統 けいとう 設計 せっけい 重要 じゅうよう 的 てき 方法 ほうほう 。[ 1]
一個現代的伺服系統的設計包含了機械設計、馬 うま 達 たち 控 ひかえ 制 せい 、電力 でんりょく 電子 でんし 、伺服控 ひかえ 制 せい 、運動 うんどう 控 ひかえ 制 せい 、程 ほど 式 しき 設計 せっけい 、網 あみ 路 ろ 通 どおり 訊協定 きょうてい 、雜 ざつ 訊防 ぼう 制 せい 、實務 じつむ 應用 おうよう 等 とう 技術 ぎじゅつ 與 あずか 經驗 けいけん ,其核心 こころ 技術 ぎじゅつ 在 ざい 於整合 せいごう 微 ほろ 電子 でんし 與 あずか 電力 でんりょく 電子 でんし 技術 ぎじゅつ 實現 じつげん 伺服控 ひかえ 制 せい 技術 ぎじゅつ 。[ 1]
一些重要的實務設計考量包括:
高 こう 解析 かいせき 度 ど 光 ひかり 電 でん 編 へん 碼器的 てき 介 かい 面 めん 電路 でんろ 設計 せっけい
如何 いか 從 したがえ 增量 ぞうりょう 回 かい 授信號 ごう 計算 けいさん 轉 てん 速 そく ?
伺服系統 けいとう 的 てき 頻 しき 寬 ひろし 要求 ようきゅう
功 こう 率 りつ 放 ひ 大器 たいき 電壓 でんあつ 輸出 ゆしゅつ 與 あずか 電流 でんりゅう 輸出 ゆしゅつ 對 たい 伺服系統 けいとう 頻 しき 寬 ひろし 所 しょ 造成 ぞうせい 的 てき 限 きり 制 せい
數 すう 位 い 伺服系統 けいとう 採用 さいよう 定點 ていてん (整數 せいすう )或 ある 是 ぜ 浮點 運算 うんざん ?
控 ひかえ 制 せい 迴路取 と 樣 よう 頻 しき 率 りつ 的 てき 選擇 せんたく ?
電流 でんりゅう 回 かい 授信號 ごう 的 てき 的 てき 取 と 樣 よう 方式 ほうしき 與 あずか ADC轉換 てんかん 器 き (analog-to-digital converter)的 てき 解析 かいせき 度 ど 要求 ようきゅう 為 ため 何 なに ?
任 にん 何 なん 动体都 と 需要 じゅよう 控 ひかえ 制 せい ,電力 でんりょく 驅動 くどう 仍將是 ぜ 未來 みらい 主要 しゅよう 的 てき 驅動 くどう 方式 ほうしき ,隨 ずい 著 ちょ 微 ほろ 機電 きでん 系統 けいとう 、電力 でんりょく 電子 でんし 、網 あみ 路 ろ 通 どおり 訊技術 ぎじゅつ 的 てき 發展 はってん ,各種 かくしゅ 形式 けいしき 的 てき 微 ほろ 型 かた 馬 ば 達 たち 將 はた 可 か 以通过有線 せん 或 ある 無線 むせん 的 まと 網 もう 路 ろ 通 どおり 訊技術 ぎじゅつ 予 よ 以連接 れんせつ ,伺服技術 ぎじゅつ 將 はた 進一 しんいち 步 ふ 結合 けつごう 微 ほろ 電子 でんし 與 あずか 電力 でんりょく 電子 でんし 技術 ぎじゅつ 以韌體 たい 控 ひかえ 制 せい 的 てき 方式 ほうしき 呈 てい 現 げん ,伺服技術 ぎじゅつ 的 てき 發展 はってん 也將向 こう 單 たん 晶 あきら 片 かた 控 ひかえ 制 せい 、智慧 ちえ 控 ひかえ 制 せい 、網 あみ 路 ろ 連 れん 線 せん 的 てき 方向 ほうこう 發展 はってん 。未來 みらい 智慧 ちえ 型 がた 電子 でんし 寵 ちょう 物 ぶつ 、家庭 かてい 機器 きき 人的 じんてき 市場 いちば 需求,將 はた 進一 しんいち 步 ふ 促進 そくしん 伺服技術 ぎじゅつ 的 てき 發展 はってん ,具有 ぐゆう 網 もう 路 ろ 介 かい 面 めん 的 てき 智慧 ちえ 型 がた 伺服控 ひかえ 制 せい 晶 あきら 片 かた 是 ぜ 一個值得投入研發的領域。[ 1]