外行聊伺服控制基础 之一

华丽转身

伺服就是拉丁文servus的谐音，也就是奴隶的意思。啥是奴隶？就是让他干嘛就干嘛，说停就停，说走就走，说加速就加速，就是绝对服从，绝对跟随。那么具体通过什么手段来实现呢，那就是万能的反馈信号。具体而言就是通过误差检测设备提供反馈信号，输入到控制器，从而修正系统性能。在这个意义上，系统就是反馈信号的奴隶。可以简单地理解成反馈信号是一个主指令，其他部分跟随它波动而波动。


一套定位系统通常都包含了控制器/放大器，电机/负载，还有位置传感器。这套系统组成了所谓的自调节反馈系统。之所以称它为反馈系统，是因为位置传感器收集到的信息将被反馈给控制器，之所以称它为自调节系统，是因为控制器对反馈信号进行分析并用它去修正电机/负载的位置。


伺服电机
电机是将电能转化成机械能的装置。世界上第一台电机是英国伟大的化学和物理学家法拉第发明的。
按种类分，可以分成有刷直流电机，交流或直流无刷电机，交流同步电机，感应电机，可变磁阻电机。


有刷直流电机是最为普遍的一种伺服电机，看结构，分三部分，定子，转子和换向器。定子是电机的固定部分，包含了永久磁铁，永久磁铁的主要主要作用是提供磁场，没有磁场，电机无法运行。转子是电机的转动部分，由绕组缠绕铁芯而成。换向器，是一种有刷装置，用于保持转子的磁场朝向，以达到转矩最大化的目的。


直流电机绕组电流的换向是通过电刷-换向器系统实现的。电刷时刻保持着和转子上的换向片机械接触，换向片和换向片之间有绝缘缝隙，当电刷跳过绝缘缝隙，绕组电流的方向就逆转了，每个半圈电流方向逆转一次。


有刷直流电机并不贵，但是这里存在一个机械维护的问题，时间久了之后，电刷会磨损，这就催生了无刷电机的发明。


待续。

风声1923

伺服跟随的是主令信号，而不是反馈信号。有脉冲、模拟量的形式，有总线形式，EtherCAT总线挺流行的，信息量大，更新速度也快。

有刷直流在一些电动工具上看到过，伺服上基本都是无刷直流了。

我是青铜三

好想听磁通量相关的。。。。

华丽转身

engine

大侠，还是建议你系统的看一下控制类的书籍，你的理解有很大偏差。你上来说的反馈，实际上是负反馈，你见了正反馈就知道反馈还有其它用途，当你有了极点的概念才会理解系统不是你想让他怎么样就怎么样，到某些范围是控制不了的。最后要吐槽的是，有刷直流伺服电机早就没落了，现在的主流是霍尔换向无刷电机，已经不是传统上的直流电机了。