伺服控制系統(tǒng)是什么？有用嗎？這是由哪些東西構(gòu)成？

什么叫伺服控制系統(tǒng)？作為一個工業(yè)控制人，常常都會說到伺服控制系統(tǒng)。那么，在工業(yè)控制與自動化技術(shù)行業(yè)中，伺服控制系統(tǒng)到底指的是什么？

伺服控制系統(tǒng)主要分兩個方向，一個是伺服控制系統(tǒng)，通常用以機(jī)械設(shè)備行業(yè)；另外就是過程管理，通常使用于化工廠行業(yè)。而伺服控制系統(tǒng)指的是一種始于初期的伺服控制系統(tǒng)，應(yīng)用場景電機(jī)的控制，以實現(xiàn)物塊對角位移、轉(zhuǎn)距、轉(zhuǎn)速比等等物理量改變的控制。

電機(jī)控制與運動控制

在上面的定義中，有提到電機(jī)控制，但電機(jī)控制和運動控制是不同的。

從關(guān)注點來看，電機(jī)控制(這里稱為伺服電機(jī))主要涉及控制單個電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、速度和位置中的一個或多個參數(shù)以達(dá)到給定值。運動控制的主要焦點是協(xié)調(diào)多個電機(jī)來完成指定的運動(合成軌跡、合成速度)，比較著重軌跡規(guī)劃、速度規(guī)劃、運動學(xué)轉(zhuǎn)換；比如數(shù)控機(jī)床里面要協(xié)調(diào)XYZ軸電機(jī)，完成插補(bǔ)動作。

電機(jī)控制常常作為運動控制系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)（通常是電流環(huán)，工作在力矩模式下），更著重于對電機(jī)的控制，一般包括位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制三個控制環(huán)，一般沒有規(guī)劃的能力（有部分驅(qū)動器有簡單的位置和速度規(guī)劃能力）；

運動控制往往是針對產(chǎn)品而言的，包含機(jī)械、軟件、電氣等模塊，例如機(jī)器人、無人機(jī)、運動平臺等等，是對機(jī)械運動部件的位置、速度等進(jìn)行實時的控制管理，使其按照預(yù)期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進(jìn)行運動的一種控制。

兩者有部分內(nèi)容是重合的：位置環(huán)/速度環(huán)/轉(zhuǎn)距環(huán)可以在電機(jī)的驅(qū)動器中實現(xiàn)，也可以在運動控制器中實現(xiàn)，因此兩個屬于容易混淆。

基本架構(gòu)組成

一個運動控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)組成包括：

1、運動控制器：用以生成軌跡點（期望輸出）和閉合位置反饋環(huán)。許多控制器也可以在內(nèi)部閉合一個速度環(huán)。

運動控制器主要分為三類，分別是PC-based、專用控制器、PLC。其中PC-based運動控制器在電子、EMS等行業(yè)被廣泛應(yīng)用；專 用控制器的代表行業(yè)是風(fēng)電、光伏、機(jī)器人、成型機(jī)械等等；PLC則在橡膠、汽車、冶金等行業(yè)備受青睞。

2、驅(qū)動或放大器：用以將來自運動控制器的控制信號（通常是速度或扭矩信號）轉(zhuǎn)換為更高功率的電流或電壓信號。更為先進(jìn)的智 能化驅(qū)動可以自身閉合位置環(huán)和速度環(huán)，以獲得更精確的控制。

3、 執(zhí)行器： 如液壓泵、氣缸、線性執(zhí)行機(jī)或電機(jī)，用以輸出運動。

4、反饋傳感器：如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器或霍爾效應(yīng)設(shè)備等，用以反饋執(zhí)行器的位置到位置控制器，以實現(xiàn)和位置控制環(huán)的閉 合。眾多機(jī)械部件用以將執(zhí)行器的運動形式轉(zhuǎn)換為期望的運動形式，它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯(lián)軸 器以及線性和旋轉(zhuǎn)軸承。