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| 伺服机构 |
伺服机构（Servo-Mechanist，）这是一种伺服系统，其中被控量为机械位置或机械位置对时间的导数。
简介
伺服机构理论(servomechansim theory)起源于二次世界大战期间，美军为了发展具有自动控制功能的雷达追踪系统，委托了麻省理工学院发展控制机械系统的闭回路控制技术，以强化巡航导弹等导向武器精准度，此一发展奠定了后来伺服机构理论的基础。而微处理器及集成电路的不断进化，不仅带动了资讯产业的发展，也间接带动了伺服驱动技术的发展。伺服系统是通过伺服机构使电动机与被调节对象连接的。在CNC车床上，使刀架作直线运动进行切削的刀架滑座为被调节对象；在CNC铣床上，使工件作直线运动进行切削的工作台滑座为被调节对象；在舰炮控制中，使舰炮作方位回转和俯仰回转的滑座为被调节对象，等等。当被调节对象为直线运动时，伺服机构需将电动机的旋转运动转换为被调节对象的直线运动；当被调节对象为旋转运动时，伺服机构则将电动机的转速转换为符合被调节对象要求的转速。将旋转运动转换为直线运动的伺服机构有螺母—丝杠副，滚珠丝杠副，齿轮—齿条副，蜗母—牙条副，等等；将电动机的转速转换为适合负载要求的转速的伺服机构有齿型带传动，齿轮减速器，行星齿轮减速器，谐波齿轮减速器，等等。闭环调节系统的工作原理是不断比较被调节量与指令值计算出误差值，并使被调量向减小误差方向变化。被调量回馈到系统的输入端与指令值进行比较称为反馈，将被调量转换为可以与指令值（电信号）相比较的电信号的装置称为反馈装置。速度反馈装置一般为测速发电机（测速头），位置反馈装置可以是光电编码器，旋转变压器等。反馈取至被调节对象，称为全闭环调节系统；反馈取至电动机轴，称为半闭环调节系统。全闭环调节系统中的伺服机构的误差可以得到系统的闭环补偿，因此调节精度高，但要求伺服机构刚性好，传动间隙小，否则得不到较好的补偿效果。半闭环调节系统由于伺服机构在闭环外，调节系统有较好的动态性能，但机械传动系统的误差（丝杠螺距误差，传动间隙）得不到闭环补偿。CNC机床利用CNC系统的存储式螺距误差补偿和间隙补偿功能对丝杠螺距误差和传动间隙进行开环补偿，但由于传动系统刚性不足产生的弹性变形引起的随机误差无法补偿，因此半闭环调节系统的伺服机构必须具有较好的刚度和精度，补偿才能获得较好的效果。
评价
伺服控制系统是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度及动力输出的自动控制系统。机械传动是一种把动力机产生的运动和动力传递给执行机构的中间装置，是一种扭矩和转速的变换器，其目的是在动力机与负载之间使扭矩得到合理的匹配，并可通过机构变换实现对输出的速度调节。在机电一体化系统中，伺服电动机的伺服变速功能在很大程度上代替了传统机械传动中的变速机构，只有当伺服电机的转速范围满足不了系统要求时，才通过传动装置变速。由于机电一体化系统对快速响应指标要求很高，因此机电一体化系统中的机械传动装置不仅仅是解决伺服电机与负载间的力矩匹配问题。而更重要的是为了提高系统的伺服性能。为了提高机械系统的伺服性能，要求机械传动部件转动惯量小、摩擦小、阻尼合理。 [1]