伺服系统介绍.doc
电液伺服系统

电液伺服系统电液伺服系统是一种将电气信号转换为液压能量的控制系统。
它通过控制液压阀的开启和关闭来调节液压执行器的工作状态,从而实现对机械装置的精确控制。
本文档将详细介绍电液伺服系统的结构、工作原理、常见问题及解决方案等内容。
一、系统结构1.1 主机部分主机部分是电液伺服系统的核心组成部分,包括电液转换器、伺服阀、传感器等。
其中,电液转换器将电信号转换为液压能量,伺服阀通过控制液压流量来控制液压执行器的运动,传感器用于监测执行器的位置和速度。
1.2 液压执行器液压执行器是电液伺服系统中的重要组成部分,主要包括液压缸和液压马达两种。
液压缸可将液压能量转换为机械能,实现直线运动;液压马达则可将液压能量转换为机械能,实现旋转运动。
1.3 控制部分控制部分由控制器和信号处理器组成,用于接收、处理和传输控制信号。
控制器可根据输入信号的变化调节伺服阀的开启度,从而实现对电液伺服系统的精确控制。
二、工作原理2.1 系统工作流程电液伺服系统的工作流程一般包括输入信号采样、信号处理、控制指令、伺服阀控制和液压执行器动作等步骤。
具体流程如下:(1)输入信号采样:传感器将液压执行器的位置和速度等信息转换为电信号,并传输给信号处理器。
(2)信号处理:信号处理器对输入信号进行滤波、放大等处理,将其转换为控制系统可识别的信号。
(3)控制指令:控制器根据输入信号的变化相应的控制指令。
(4)伺服阀控制:控制器根据控制指令调节伺服阀的开启度,控制液压系统的流量大小。
(5)液压执行器动作:伺服阀的控制信号作用于液压执行器,使其按照要求的位置和速度进行运动。
2.2 系统控制策略电液伺服系统可采用位置控制、速度控制和力控制等不同的控制策略。
其中,位置控制可实现对执行器位置的精确控制;速度控制可实现对执行器速度的精确控制;力控制可实现对执行器施加的力或扭矩的精确控制。
三、常见问题及解决方案3.1 液压系统压力不稳定可能原因:(1)供油系统压力不稳定。
伺服系统工作原理说明

伺服系统工作原理说明嘿,朋友们!今天咱来唠唠伺服系统的工作原理。
你知道吗,伺服系统就像是一个超级厉害的小助手,时刻准备着精准执行任务。
它呀,主要由控制器、伺服电机和传感器这几个关键部分组成。
咱先说说这控制器,它就像是个聪明的指挥官,给伺服电机下达各种精确的指令。
就好比你指挥你的小狗做各种动作,你说坐下它就坐下,你说跑它就跑,这控制器对伺服电机也是这样指挥得妥妥当当。
那伺服电机呢,可别小瞧它,它就是那个能把指令完美执行的大力士。
它能快速地转动,而且转得特别精准,就像个训练有素的运动员,能准确无误地完成各种动作。
还有传感器呀,它就像个细心的监督者,时刻留意着伺服电机的一举一动,然后把这些信息反馈给控制器。
就像你考试的时候,有个监考老师一直盯着你,看你有没有好好答题一样。
你想想看,在很多机器设备里,要是没有这个厉害的伺服系统,那得乱套成啥样啊!比如说在工业生产线上,如果没有它来精确控制机器的动作,那生产出来的东西可能就会大小不一、形状各异,那可不行!再比如那些需要精确移动的机器人,如果没有伺服系统来指挥它们的行动,它们可能就会像没头苍蝇一样乱撞。
这伺服系统就像是给它们装上了一双明亮的眼睛和一双灵活的手,让它们能准确无误地完成各种任务。
而且啊,这伺服系统还特别稳定可靠。
它不会轻易出故障,就像一个可靠的老朋友,一直默默地为你服务。
你不用担心它突然闹脾气不干了,它会一直坚守岗位,为机器的正常运行保驾护航。
总之呢,伺服系统就是这么一个神奇又重要的东西。
它在我们的生活中无处不在,默默地发挥着巨大的作用。
你说,我们是不是应该好好感谢它呀?它让我们的生活变得更加高效、更加精确,让我们享受到了科技带来的便利。
所以呀,大家可别小看了这个小小的伺服系统哦!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
伺服控制系统

第一章伺服系统概述伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。
在伺服系统中,输出量能够自动、快速、准确地跟随输入量的变化,因此又称之为随动系统或自动跟踪系统。
机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。
近年来,随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高,伺服技术已迎来了新的发展机遇,伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。
目前,伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用,而且在许多高科技领域,如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性制造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。
1.1伺服系统的基本概念1.1.1伺服系统的定义“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作,即控制信号到来之前,被控对象时静止不动的;接收到控制信号后,被控对象则按要求动作;控制信号消失之后,被控对象应自行停止。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求,对信号进行变换、调控和功率放大等处理,使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。
1.1.2伺服系统的组成伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。
它由检测部分、误差放大部分、部分及被控对象组成。
1.1.3伺服系统性能的基本要求1)精度高。
伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。
2)稳定性好。
稳定是指系统在给定输入或外界干扰的作用下,能在短暂的调节过程后,达到新的或者恢复到原来的平衡状态。
3)快速响应。
响应速度是伺服系统动态品质的重要指标,它反映了系统的跟踪精度。
4)调速范围宽。
调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。
5)低速大转矩。
在伺服控制系统中,通常要求在低速时为恒转矩控制,电机能够提供较大的输出转矩;在高速时为恒功率控制,具有足够大的输出功率。
什么是伺服系统

什么是伺服系统伺服系统是一种控制机械系统运动的技术,它通过传感器对输出信号进行反馈控制,实现精确的位置、速度和力控制。
伺服系统广泛应用于工业生产和自动化领域,提高了生产效率和产品质量。
一、伺服系统的工作原理伺服系统主要由伺服驱动器、伺服电机和反馈传感器组成。
伺服驱动器负责接收和处理控制信号,将信号转换为合适的电压或电流输出,驱动伺服电机运动。
而伺服电机作为执行器,根据伺服驱动器提供的控制信号,输出相应的运动。
反馈传感器则监测伺服电机的运动状态,将监测到的位置、速度或力信号返回给伺服驱动器,驱动器通过与设定值的比较,调整输出信号,实现对运动状态的精确控制。
二、伺服系统的特点1. 高精度:伺服系统能够实现微小运动的精确控制,可实时监测和调整输出信号,适用于对运动精度要求较高的场景。
2. 高响应性:伺服系统的反馈传感器能够实时监测电机的运动状态,并将信息传递给伺服驱动器,驱动器通过处理反馈信号,及时调整输出信号,使系统能够快速响应各种指令。
3. 多功能:伺服系统可通过调整控制参数,实现对位置、速度和力的精确控制,适用于不同的工业应用。
4. 稳定性好:伺服系统通过反馈控制,能够实时调整输出信号,使系统保持稳定运行。
5. 适应性强:伺服系统可根据不同的工作负载,调整输出信号,适应不同工况的需求。
三、伺服系统的应用1. 工业机械:伺服系统广泛应用于机床、激光切割机、注塑机等工业机械设备中,实现对加工精度和速度的要求。
2. 机器人技术:伺服系统在机器人技术中发挥重要作用,通过对关节运动的精确控制,实现机器人的灵活运动和高精度定位。
3. 自动化生产线:伺服系统可应用于自动化生产线中,控制工件输送、装配等过程,提高生产效率和产品质量。
4. 医疗设备:伺服系统在医疗设备中广泛使用,如手术机械臂、电动床等,实现对患者的精确控制和操作。
5. 航空航天:伺服系统应用于航空航天领域,控制飞机和航天器的各个部件的运动,确保航行安全和舒适。
伺服系统

什么叫做伺服系统伺服驱动系统(Servo System)简称伺服系统,是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,例如数控机床等。
使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量(使用在机电系统中的伺服电机的转动惯量较大,为了能够和丝杠等机械部件直接相连。
伺服电机有一种专门的小惯量电机,为了得到极高的响应速度。
但这类电机的过载能力低,当使用在进给伺服系统中时,必须加减速装置。
转动惯量反映了系统的加速度特性,在选择伺服电机时,系统的转动惯量不能大于电机转动惯量的3倍。
)较大等特点,这类专用的电机称为伺服电机。
当然,其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。
该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元,有时简称为伺服,一般其内部包括电流、速度和/或位置闭环。
我接触伺服电机的时间只有十来天,下面是我收集的基础的知识,希望对出学者有帮助:问:控制方式中的"位置","速度","转矩"有什么分别?答:位置"、"速度"、"转矩"是伺服系统由外到内的三个闭环控制方式。
位置控制方式有伺服完成所有的三个闭环的控制,计算机只需要发送脉冲串给伺服单元即可,计算机一侧不需要完成PID控制算法;使用速度控制方式时,伺服完成速度和扭矩(电流)两个闭环的控制,计算机需要发送模拟量给伺服单元,计算机一侧需要完成PID位置控制算法,然后通过D/A输出;一般来讲,我们的需要位置控制的系统,既可以使用伺服的位置控制方式,也可以使用速度控制方式,只是上位机的处理不同。
另外,有人认为位置控制方式容易受到干扰。
扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制,即电流控制,上位机的算法也简单,只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值,是一个模拟量。
多用在单一的扭矩控制场合,比如在印刷机系统中,一个电机用速度或位置控制方式,用来确定印刷位置,另一个电机用作扭矩控制方式,用来形成恒定的张力。
伺服系统基础知识资料

交流永磁同步伺服驱动系统一、伺服系统简介伺服来自英文单词Servo,指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,运动要素包括位置、速度和力矩。
伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程,而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。
在20世纪60年代,最早是直流电机作为主要执行部件,在70年代以后,交流伺服电机的性价比不断提高,逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。
交流永磁同步伺服驱动系统(以下简称伺服系统),是基于国外高端伺服技术开发出适合于国内环境的伺服驱动系统,具有性能优异、可靠性强,广泛应用于数控机床、织袜机械、纺织机械、绣花机、雕刻机械等领域,在这些要求高精度高动态性能以及小体积的场合,应用交流永磁同步电机(PMSM)的伺服系统具有明显的优势。
其中,PMSM具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制,调速范围宽广、动态特性和效率都很高。
交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
伺服系统调速范围一般的在1:5000~1:10000;定位精度一般都要达到±1个脉冲;稳速精度,尤其是低速下的稳速精度,比如给定1rpm时,一般的在±0.1rpm以内,高性能的可以达到±0.01rpm以内;动态响应方面,通常衡量的指标是系统最高响应频率,即给定最高频率的正弦速度指令,系统输出速度波形的相位滞后不超过90°或者幅值不小于50%。
应用在特定要求高的一些场合,目前国内主流产品的频率在200~500Hz。
运行稳定性方面,主要是指系统在电压波动、负载波动、电机参数变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰、以及其他特殊运行条件下,维持稳定运行并保证一定的性能指标的能力。
二、伺服系统的组成伺服系统的组成1.上位机上位机通过控制端口发送指令(模拟指令或脉冲指令)给驱动器。
驱动器跟随外部指令来执行,同时驱动器反馈信号给上位机。
伺服系统总结
伺服系统总结伺服系统是一种控制系统,由电机和驱动器组成。
它可以将机械运动与电子控制相结合,实现精确的位置、速度和力控制。
本文将对伺服系统的电机和驱动器进行详细总结。
电机是伺服系统的核心组件,它将电能转化为机械能,驱动机械执行器实现各种运动。
常见的伺服电机有直流无刷电机(BLDC)、步进电机、交流伺服电机等。
不同类型的电机适用于不同的应用场景。
直流无刷电机(BLDC)是一种先进的伺服电机,具有高效、高速、高扭矩和低维护成本的特点。
它通过电子换向器实现自动换向,不需要传统的机械换向器,使得其运行更加平稳和可靠。
BLDC电机的控制方式一般有开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指根据电机的电压、电流和转速等参数进行控制,适用于一些简单的应用场景。
闭环控制是在开环控制的基础上加入编码器或传感器,实时监测电机的位置和速度,并进行反馈调整,以实现更精确的控制。
闭环控制广泛应用于需要高精度位置和速度控制的场合,如机床、印刷设备等。
步进电机是一种常见的伺服电机,其工作原理是根据电机的步进角度进行控制。
步进电机的控制方式有全步进和半步进两种。
全步进是每次给电机施加一个步进脉冲,使电机转动一个步进角度。
半步进是在全步进的基础上,通过控制电流的大小和方向,使电机转动一半的角度。
步进电机的优点是结构简单、控制方便,缺点是转速较低,不能实现高速和高精度的运动。
交流伺服电机是一种高性能的伺服电机,具有响应快、精度高和可靠性强的特点。
它通过电子控制器对电机供电进行频率、幅值和相位的调节,从而实现位置和速度的精确控制。
交流伺服电机适用于要求高速和高精度的应用,如机器人、自动化设备等。
驱动器是伺服系统的另一个重要组成部分,它接受来自控制器的信号,并将信号转化为电流或电压,驱动电机实现相应的运动。
驱动器的功能主要包括电源转换、信号放大、电流控制和保护等。
不同类型的电机需要不同的驱动器来实现最佳性能。
在选择驱动器时,需要考虑的因素包括电压和电流的要求、控制方式、保护功能和对外部环境的适应性。
伺服系统基础入门
伺服系统基础入门伺服系统是一种由电机、反馈装置、执行器和控制器组成的系统,可应用于各种工业和机械设备中。
它具有诸如高精度、高速度、高稳定性、多功能性等优点,广泛应用于工业自动化控制领域。
本文将从伺服系统的基本原理、功能特点、应用领域等方面进行介绍。
一、伺服系统基本原理伺服系统是一种控制系统,采用负反馈控制原理来实现位置、速度、力矩或其它控制目标的精确控制。
其基本结构由电机、减速机、编码器、控制器和执行器等部分组成。
其中,电机和减速机组成了伺服机构,它们的主要作用是将电机的高速旋转转换为较低的输出力矩和转速。
编码器是将运动轴位置信息等精确变化信息转化为数字信号并传送给伺服控制器的一个装置。
控制器利用接收到的编码器反馈信号与设定信号作差并进行运算,控制输出的驱动信号,控制执行器的产生作用,达到控制运动轴位置(或速度、力矩等)的目的。
二、伺服系统功能特点1. 高精度:伺服系统精度高,能够达到非常高的精度要求,满足高精度控制需求的场合。
2. 高速度:伺服系统能够在较短时间内达到需要的速度,并保持相当稳定,大大提高了生产效率。
3. 高稳定性:伺服系统在工作时,控制效果稳定可靠,保证生产的质量和效率。
4. 多功能性:伺服系统功能多样化,可实现精准位置控制、速度控制、力矩控制和力矩/速度联合控制等多种应用。
5. 系统可靠性:伺服系统采用多种防护装置,具有过载、过热、过电流保护等功能,确保系统的可靠性。
三、伺服系统应用领域伺服系统应用广泛,涉及到许多行业,如机械制造、半导体加工、液晶生产、医疗装置、电子设备等。
以下是其中几个重要应用领域的介绍。
1. 机床行业:伺服系统在机床行业中使用最为广泛,能够实现高速、高精度、高效率、高刚性等要求,如车床、铣床、磨床、线切割机、钻床等等。
2. 自动化设备:伺服系统在自动化设备中广泛应用,如自动化包装设备、自动化输送设备等。
能够实现高速、高效、高精度、高可靠性、灵活性强等多项优势。
伺服系统
伺服系统2.1 什么是控制系统通过执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合,称为控制系统。
如室内温度、湿度控制,电机的转速控制,工业上的液位控制、压力控制等手动控制(Manual Control)自动控制(Automatic Control)2.2 什么是自动控制系统自动控制是在没有人的直接干预下,利用物理装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制,使被控制的物理量按照预定的规律变化的过程。
通过控制装置执行规定的功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合,称为自动控制系统。
2.3 自动控制系统的常用术语在自动控制系统中,被控制的设备或过程称为被控对象(或对象);被控制的物理量称为被控量(或输出量);决定被控量的物理量称为控制量或给定量;妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为扰动量。
给定量和扰动量都是自动控制系统的输入量。
扰动量按其来源分内部扰动和外部扰动。
2.4 自动控制系统的两种外作用1、有效输入信号(简称输入信号)输入信号决定系统被控量的变化规律或代表期望值,并作用于系统的输入端。
2、有害干扰信号(简称干扰信号)干扰信号是系统所不希望而又不可避免的外作用信号,它不但可以作用于系统的任何部位,而且可能不止一个。
由于它会影响输入信号对系统被控量的有效控制,严重时必须加以抑制或补偿。
3.1 开环控制和闭环控制以恒温箱为例以书上晶闸管调速系统为例3.1 开环控制和闭环控制开环控制系统(Open-loop Control System)是指系统的输出端和输入端不存在反馈关系,系统的输出量对控制作用不发生影响的系统。
这种系统既不需要对输出量进行测量,也不需要将输出量反馈到输入端与输入量进行比较,控制装置与被控对象之间只有顺向作用,没有反向联系。
闭环控制系统(Close-loop Control System)系统的控制装置和被控对象不仅有顺向作用,而且输出端和输入端之间存在反馈关系,所以称为闭环控制系统,闭环控制系统就是反馈控制系统。
(完整word)工业快速门伺服控制系统
工业快速门伺服控制系统使用说明书目录一、序言。
...。
..。
.。
....。
.......。
....。
..。
.....。
....。
..。
..。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
.。
...。
.........。
.......。
.。
...。
3二、交货检查。
...。
.。
..。
.。
..。
.。
.。
..。
..。
..。
..。
.。
...。
.。
..。
..。
..。
..。
.。
.。
.。
..。
...。
..。
....。
.。
..。
.。
..。
.3三、标准规格。
.。
.。
...。
...。
..。
.。
...。
.。
..。
.。
...。
.。
.。
...。
.。
.。
..。
..。
....。
...。
.。
.。
.。
...。
.。
...。
..。
.4 1。
电机规格。
.。
...。
.。
.....。
.。
....。
..。
...。
....。
.。
..。
.。
.....。
.。
.。
.。
.。
..。
......。
..。
...。
..。
.。
..。
.。
4 2。
电控规格.......。
......。
..。
.。
..。
.。
....。
..。
..。
...。
.。
.。
..。
.... ..。
..。
......。
...。
.。
..。
4四、产品操作..。
....。
.。
.。
..。
..。
..。
..。
.。
.。
.。
..。
.....。
..。
... ....。
....。
.。
...。
..。
.。
.。
.。
.。
5五、产品保养。
...。
..。
.。
.......。
...。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
..。
..。
...。
.。
.。
..。
.。
..。
.。
...。
..。
.。
.。
6六、产品尺寸。
.....。
..。
..。
..。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
.。
..。
.。
...。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
.。
....。
.......。
.。
6七、系统操作。
....。
.。
...。
....。
.。
.。
...。
.。
.。
..。
..。
..。
......。
.。
.. .....。
.。
.。
.。
..。
.。
..。
....。
.。
.7八、故障代码说明。
.。
.。
.。
.。
..。
.....。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、相关概念伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。
在机器人中,伺服驱动器控制电机的运转。
驱动器采用速度环,位置环,电流环三环闭环电路,内部还设有错误检出和保护电路。
驱动器通过通信连接器,控制连接器,编码连接器跟外部输入信号和输出信号相连。
通信连接器主要用于跟电脑或控制器通信。
控制连接器用于跟伺服控制器联接,驱动器所需的输入信号、输出信号、控制信号和一些方式选择信号都通过该控制连接器传输,它是驱动器最为关键的连接器。
编码连接器跟电机编码器连接,用于接收编码器闭环反馈信号,即速度反馈和换向信号。
伺服电机主要用于驱动机器人的关节。
关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所需要使用的伺服电机的数量就越多。
机器人对伺服电机的要求非常高,必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽,要适应机器人的形体做到体积小、重量轻,还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件,做到高可靠性和稳定性。
伺服电机分为直流、交流和步进,工业机器人用的较多的是交流。
机器人用伺服电机二、伺服系统的技术现状2.1视觉伺服系统随着机器人技术的迅猛发展,机器人承担的任务更加复杂多样,传统的检测手段往往面临着检测范围的局限性和检测手段的单一性.视觉伺服控制利用视觉信息作为反馈,对环境进行非接触式的测量,具有更大的信息量,提高了机器人系统的灵活性和精确性,在机器人控制中具有不可替代的作用。
视觉系统由图像获取和视觉处理两部分组成,图像的获取是利用相机模型将三维空间投影到二维图像空间的过程,而视觉处理则是利用获取的图像信息得到视觉反馈的过程。
基本的相机模型主要包括针孔模型和球面投影模型,统一化模型是对球面模型的推广,将各种相机的图像映射到归一化的球面上。
视觉伺服中的视觉反馈主要有基于位置、图像特征和多视图几何的方法。
其中,基于位置的方法将视觉系统动态隐含在了目标识别和定位中,从而简化了控制器的设计,但是一般需要已知目标物体的模型,且对图像噪声和相机标定误差较为敏感。
基于图像特征的视觉反馈构造方法,其中基于特征点的方法在以往的视觉伺服中应用较为广泛,研究较为成熟,但是容易受到图像噪声和物体遮挡的影响,并且现有的特征提取方法在发生尺度和旋转变化时的重复性和精度都不是太好,在实际应用中存在较大的问题。
因此,学者们提出了基于全局图像特征的视觉反馈方法,利用更多的图像信息对任务进行描述,从而增强视觉系统的鲁棒性,但是模型较为复杂,控制器的设计较为困难,且可能陷入局部极小点。
目前针对这一类系统的控制器设计的研究还比较少,一般利用局部线性化模型进行控制,只能保证局部的稳定性。
多视图几何描述了物体多幅图像之间的关系,间接反映了相机之间的几何关系。
相比于基于图像特征的方法,多视图几何与笛卡尔空间的关系较为直接,简化了控制器的设计。
常用的多视图几何包括单应性、对极几何以及三焦张量。
2.2伺服系统控制技术现代的机器人伺服系统多采用交流伺服驱动系统,而且正在逐渐向数字化方向转变。
数字控制技术已经五孔不入,如信号处理技术中的数字滤波、数字控制器,把功能更加强大的控制器芯片已经各种智能处理模块应用到工业机器人交流伺服系统中,可以实现更好的控制性能。
最近几十年,由于微电子技术的进步,各种方便用户开发的微控制器与数字信号处理器件大量涌现市场,为各种先进的智能控制算法在控制系统中的应用提供了可能。
如今,各种新型的伺服控制策略大量涌现,大有与传统控制策略一较高低的趋势下面简单介绍几种:1)矢量控制矢量控制技术的提出,为交流伺服驱动系统的快速进步提供了理论支持。
矢量控制技术的主要原理为:以转子旋转磁场作为参考系,将电动机定子矢量电流经过两次坐标变换分解为直轴电流和交轴电流分量,且使两电流分量相互正交,同时对交直轴电流分量的幅值和相位进行控制,可以获得像直流电机一样优越、甚至更好的动态控制性能。
2)直接转矩控制德国专家提出“直接自控制”的高性能交流电动机控制策略,此种控制策略不需要像矢量控制那样对电动机定子矢量电流进行大量而复杂的解耦变换,再通过控制解耦获得的交流电流分量来间接的控制电动机电磁转矩,它采用定子磁场定向的控制方式,对交流电机的电磁转矩进行直接控制。
此方式只受电动机定子绕组阻值的影响,对其他参数的变动稳态性好,解决了矢量控制受电动机本体参数影响大的缺点。
开始有部分专家学者通过深入研究把直接转矩控制理论引入到交流同步电动机当中,完成了直接转矩控制技术在交流同步电动机伺服驱动领域的最大突破。
3)智能控制智能控制理论是最近几十年的新兴学科,它的迅速发展为交流永磁伺服控制技术的进步注入了新鲜的血液。
智能控制技术由于其自身的理论特点,在非线性控制领域中比经典控制理论更具优势三、伺服系统市场现状3.1行业规模由于我国在伺服系统相关技术发展较晚难以与国外品牌竞争,直到2000年,中国加入WTO,中国企业在吸取国外先进技术经验的前提下,开始自主研发伺服系统。
至此,中国的伺服系统的市场份额有所提高。
到了2011年市场容量60多亿元,比上年增长22.0%。
2012年,由于国际经济的影响以及国内供求问题导致伺服市场下滑14.9%。
直到2013年下半年,伺服市场才开始逐步回暖,上升幅度在5%左右。
现在中国的伺服系统市场仍由国外企业占据大半壁江山。
2011年我国伺服电机市场容量23多亿元,比上年增长10.2%,伺服市场增长恢复稳定,这得益于国家相关的经济政策。
2012年伺服电机市场受国际经济疲软和国内需求不足、产能过剩影响,市场下滑5.56%,近6年来首次出现下滑,且下滑幅度较大。
2013年中国伺服电机市场上半年仍缓慢下滑,下半年触底回温,全年涨幅约8%。
分析当前国内用户的购买因素,占前三位的是稳定可靠性、价格和服务。
这也说明目前国内伺服电机市场还处在较低级的阶段,对性能和功能的充分利用没有摆在重要位置。
从长远来看,伺服厂商的关键成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及市场份额和品牌影响力。
一批国内企业也在激烈的市场竞争中逐渐成长起来。
伺服电机市场竞争激烈,品牌众多,日资和欧美品牌市场份额约75%。
其中安川、三菱、松下等日系品牌性能低于欧系,但可靠性和稳定性强,性价比高,最适合国内客户需求,约占50%的份额;西门子、伦茨、博世力士乐等欧系品牌过载能力、动态响应、驱动器开放性好,但价格昂贵,约有30%的份额;台系品牌使用简单,性能接近日系,在中低端发展较快。
国产伺服电机技术落后,集中在低端。
国产伺服电机起步较晚,2000 年以后开始研发,在功能、性能和工艺方面和国外产品仍有较大的差距,尤其是没有完全掌握自适应机械共振抑制技术、自适应低频震动技术和惯量动态前馈技术等关键技术。
国产伺服电机以小功率的低端产品为主,以性价比的优势满足中小型和经济型用户的需求,高精度伺服电机还在技术攻关阶段。
分析当前国内用户的购买因素,占前三位的是稳定可靠性、价格和服务。
这也说明目前国内伺服电机市场还处在较低级的阶段,对性能和功能的充分利用没有摆在重要位置。
从长远来看,伺服厂商的关键成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及市场份额和品牌影响力。
展望未来,随着伺服价格的不断下降、伺服市场接受度不断上升,中低端市场有非常大的增长空间,因此本土厂商仍将有很大作为。
随着需求的扩大和价格下行,性价比和满足定制化需求越来越重要,高端品牌的市场份额逐渐下降,中低端市场快速增长,国产伺服电机面临比较好的发展机遇。
国内近年来也开展了大功率交流永磁同步电机及驱动部分基础研究和产业化,且具备了一点的生产能力,但其动态性能、开放性和可靠性还需要更多的实际机器人项目应用进行验证。
国产品牌包括华中数控、兰州电机、和时利电机、广州数控、南京苏强电机、深圳雷赛电机等。
汇川技术、埃斯顿等国内运动控制厂商尚处于小批量试用阶段。
但伺服电机需要在高动态的环境中经过长期大量的验证,稳定性没有经过验证的国产伺服电机难以获得客户认可。
3.2国内伺服系统标杆企业北超伺服简介北超伺服专注于制造电机与驱动、驱动与控制结合的机电一体化伺服系统,是国内最大的主轴电机生产商之一。
公司主要产品包括伺服电机和控制器等,2014 年收入占比26%和60%。
客户主要集中在高端装备制造和新能源汽车领域,2014 年收入占比分别为65%和20%,此外,工业机器人也是公司未来发展的重点领域。
2014 年公司收入为1.31 亿元,同比增长39.8%,净利润2752.95 万元,同比增长144.1%,毛利率和净利率维持在30%以上,且有向好的趋势,得益于行业较高的技术水平。
北超伺服分产品收入北超伺服近年分产品毛利率北超伺服近年毛利率和净利率3.3伺服系统行业壁垒分析:技术、客户认可和资金伺服行业属于技术密集型行业。
伺服系统整合了多项关键技术,包括自动化控制技术、微电子技术、机电一体化技术和电机控制技术等,而且随着下游行业的发展,需求者对伺服系统的要求也越来越高,伺服企业必须具备一定的技术优势才能在该行业生存下去。
客户特别看重产品稳定性和售后服务。
伺服系统直接影响整个工业设备的正常运转,因此对其稳定性的要求非常高,客户通常会对伺服生产厂家进行长期考察,才会确定合作关系。
然而,对于新进入者而言,获得客户认可的难度很高。
除了产品稳定性之外,售后服务也是客户非常看重的一点,所以良好的售后服务也是伺服行业内的企业必须去关注的。
伺服系统的生产需要大规模的资金。
在生产伺服系统的前期,企业需要投入大量资金,而且设备和生产工艺的磨合耗时较长,通常需要好几年才能形成生产能力,再加上赢得客户认可也需要耗费一定的时间,企业必须要有足够的资金来支撑项目的运转。
四、伺服系统未来发展趋势数字化交流伺服系统的应用越来越广,用户对伺服驱动技术的要求越来越高。
总的来说,伺服系统的发展趋势可以概括为以下几个方面:1)集成化目前,伺服控制系统的输出器件越来越多地采用开关频率很高的新型功率半导体器件,这种器件将输入隔离、能耗制动、过温、过压、过流保护及故障诊断等功能全部集成于一个不大的模块之中。
同一个控制单元,只要通过软件设置系统参数,就可以改变其性能,既可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环调节系统,又可以外接外部传感器如位置、速度、力矩传感器等,构成高精度的全闭环调节系统。
高度的集成化显著地缩小了整个控制系统的体积。
2) 智能化目前伺服内部控制核心大都采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机(DSP),从而实现完全数字化的伺服系统。