伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？一個(gè)最簡(jiǎn)易的伺服控制單元，就是一個(gè)伺服電機(jī)加伺服控制器，今天就來(lái)解析下伺服電機(jī)與伺服控制器。

電機(jī)動(dòng)作的原理

右手螺旋法則（安培定則）——通電生磁

安培定則，也叫右手螺旋定則，是表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線方向間關(guān)系的定則。通電直導(dǎo)線中的安培定則：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向；通電螺線管中的安培定則：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。

確定載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中受力方向的定則。又稱電動(dòng)機(jī)定則。左手平展，大拇指與其余4指垂直，手心沖著N級(jí)，4指為電流方向，大拇指為載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中受力方向。

SERVO語(yǔ)源自拉丁語(yǔ)，原意為“奴隸”的意思，指經(jīng)由閉環(huán)控制方式達(dá)到一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的位置，扭矩，速度或加速度的控制，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元，是把上位控制器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

1.控制器：動(dòng)作指令信號(hào)的輸出裝置。

2.驅(qū)動(dòng)器：接收控制指令，并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的裝置。

3.伺服馬達(dá)：驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象、并檢出狀態(tài)的裝置。

伺服系統(tǒng)的控制原理

伺服系統(tǒng)的最大特色：透過(guò)回饋信號(hào)的控制方式〔可做指令值與目標(biāo)值的比較，因而大幅減少誤差狀況〕。

何謂回饋信號(hào)：向控制對(duì)象下達(dá)指令后，正確的追蹤并查明現(xiàn)在值，且隨時(shí)回饋控制內(nèi)容的偏差值、待目標(biāo)物到達(dá)目的地后，回饋位置值，如此反復(fù)動(dòng)作。

控制流程：檢測(cè)機(jī)械本體之位置檢出，回路為封閉系統(tǒng)，稱之為全閉回路。相反，檢測(cè)馬達(dá)軸端之回路系統(tǒng)就稱為半閉回路。

伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部構(gòu)成

整流部：通過(guò)整流部，將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?，?jīng)電容濾波，產(chǎn)生平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)的直流電源。

逆變部：由控制部過(guò)來(lái)的SPWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)IGBT，將直流電源變?yōu)镾PWM波形，以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。

控制部分：伺服單元采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu)，通過(guò)高性能的硬件支持，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化，現(xiàn)在所有的伺服已采用（DSP數(shù)字信號(hào)處理）芯片，DSP，能夠執(zhí)行位置、速度、轉(zhuǎn)矩和電流控制器的功能。給出PWM信號(hào)控制信號(hào)作用于功率驅(qū)動(dòng)單元，并能夠接收處理位置與電流反饋，具有通訊接口。

編碼器：伺服電機(jī)配有高性能的轉(zhuǎn)角測(cè)量編碼器，可以精確測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置與電機(jī)的轉(zhuǎn)速，

逆變器采用新型電力電子半導(dǎo)體器件目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來(lái)越多地采用開(kāi)關(guān)頻率很高的新型功率半導(dǎo)體器件，主要有大功率晶體管（GTR）、功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）和絕緣門(mén)極晶體管（IGPT）等。

這些先進(jìn)器件的應(yīng)用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，降低了運(yùn)行噪聲。尤其值得一提的是，最新型的伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始使用一種把控制電路功能和大功率電子開(kāi)關(guān)器件集成在一起的新型模塊，稱為智能控制功率模塊（IntelligentPowerModules，簡(jiǎn)稱IPM）。

這種器件將輸入隔離、能耗制動(dòng)、過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)及故障診斷等功能全部集成于一個(gè)不大的模塊之中。其輸入邏輯電平與TTL信號(hào)完全兼容，與微處理器的輸出可以直接接口。它的應(yīng)用顯著地簡(jiǎn)化了伺服單元的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了伺服系統(tǒng)的小型化和微型化。