自動控製係統不僅在理論上飛速發展，在其應用器件上也日新月異。模塊化、數字化、高精度、長壽命的器件每隔3～5年就有更新換代的產品麵市。傳統的交流伺服電機特性軟，並且其輸出特性不是單值的;步進電機一般為開環控製而無法準確定位，電動機本身還有速度諧振區

，pwmtiaosuxitongduiweizhigenzongxingnengjiaocha，bianpintiaosujiaojiandandanjingduyoushibugou，zhiliudianjisifuxitongyiqiyouliangdexingnengbeiguangfandeyingyongyuweizhisuidongxitongzhong，danqiyeyouquedian，lirujiegoufuza
，zaichaodisushisiqumaoduntuchu，bingqiehuanxiangshuahuidailaizaoshengheweihubaoyangwenti。muqian

，xinxingdeyongcijiaoliusifudianjifazhanxunsu
，youqishicongfangbokongzhifazhandaozhengxianbokongzhihou，xitongxingnenggenghao，tatiaosufanweikuan
，youqishidisuxingnengyouyue。 

交直流伺服電機係統
　　
   下麵從功率驅動、性能
、保護電路等方麵
，敘述其和直流伺服電機係統的不同特點。

功率驅動
　　
   對(dui)於(yu)在(zai)雷(lei)達(da)上(shang)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)直(zhi)流(liu)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)部(bu)分(fen)，當(dang)天(tian)線(xian)重(zhong)量(liang)輕(qing)
，轉(zhuan)速(su)慢(man)，驅(qu)動(dong)功(gong)率(lv)較(jiao)小(xiao)時(shi)，一(yi)般(ban)為(wei)幾(ji)十(shi)瓦(wa)，可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)控(kong)製(zhi)電(dian)動(dong)機(ji)。當(dang)驅(qu)動(dong)功(gong)率(lv)要(yao)求(qiu)在(zai)近(jin)千(qian)瓦(wa)或(huo)千(qian)瓦(wa)以(yi)上(shang)時(shi)，選(xuan)擇(ze)驅(qu)動(dong)方(fang)案(an)
，也(ye)即(ji)放(fang)大(da)直(zhi)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)電(dian)樞(shu)電(dian)流(liu)，就(jiu)是(shi)設(she)計(ji)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)的(de)重(zhong)要(yao)部(bu)分(fen)。大(da)功(gong)率(lv)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)目(mu)前(qian)采(cai)用(yong)較(jiao)多(duo)的(de)有(you):晶體管功放、晶閘管功放和電機放大機等等。對於千瓦級的晶體管功放使用的較少。可控矽技術在上世紀60～70年nian代dai初chu得de到dao快kuai速su的de發fa展zhan和he廣guang泛fan的de應ying用yong，但dan因yin當dang時shi的de各ge方fang麵mian原yuan因yin，如ru可ke靠kao性xing等deng，不bu少shao產chan品pin放fang棄qi了le可ke控kong矽gui控kong製zhi。目mu前qian的de集ji成cheng驅qu動dong模mo塊kuai一yi般ban都dou為wei晶jing體ti管guan或huo晶jing閘zha管guan製zhi造zao。電dian機ji放fang大da機ji是shi傳chuan統tong的de直zhi流liu伺si服fu電dian機ji的de功gong放fang裝zhuang置zhi，因yin其qi控kong製zhi簡jian單dan，結jie實shi耐nai用yong


，目mu前qian的de新xin型xing號hao的de雷lei達da產chan品pin上shang仍reng有you采cai用yong。下xia麵mian主zhu要yao以yi放fang大da電dian機ji為wei例li
，和he交jiao流liu伺si服fu電dian機ji比bi較jiao其qi優you缺que點dian。
　　
   放(fang)大(da)電(dian)機(ji)常(chang)稱(cheng)為(wei)擴(kuo)大(da)機(ji)，一(yi)般(ban)是(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)機(ji)拖(tuo)動(dong)串(chuan)聯(lian)的(de)兩(liang)級(ji)直(zhi)流(liu)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)，以(yi)此(ci)來(lai)實(shi)現(xian)直(zhi)流(liu)控(kong)製(zhi)。兩(liang)組(zu)控(kong)製(zhi)繞(rao)組(zu)，每(mei)組(zu)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)為(wei)幾(ji)千(qian)歐(ou)，若(ruo)串(chuan)接(jie)使(shi)用(yong)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)約(yue)10qianou

，yibanweihubupinghengduichengshuru，dangxitongshurubuweilingshidapoqipingheng
，shifangdadianjiyoushuchuxinhao。dangshurudianliuweishijidaojishihaoanshiqishuchukeda100vyishangdezhiliudianyahejiandaojishiandedianliu，zhijiejiedaozhiliusifudianjidedianshuraozushang。qizhuyaoquedianshitijizhongliangda，feixianxingdu，youqizailingdianfujinbushihenhao，zheduiyuyaoqiugaodexitongxuyaozaixichuli。
　　
   而er交jiao流liu伺si服fu電dian機ji都dou配pei有you專zhuan門men的de驅qu動dong器qi
，它ta在zai體ti積ji和he重zhong量liang上shang遠yuan小xiao於yu同tong功gong率lv的de放fang大da電dian機ji，它ta靠kao內nei部bu的de晶jing體ti管guan或huo晶jing閘zha管guan組zu成cheng的de開kai關guan電dian路lu，根gen據ju伺si服fu電dian機ji內nei的de光guang電dian編bian碼ma器qi或huo霍huo爾er器qi件jian判pan斷duan轉zhuan子zi當dang時shi的de位wei置zhi，決jue定ding驅qu動dong電dian機ji的dea
、b、csanxiangyingshuchudezhuangtai
，yincitadexiaolvhepingwenxingdouhenhao。suoyibuxiangkongzhifangdadianjixuyaozuozhuanmendegongfangdianlu。zhezhongdianjiyibandouweiyongcishide，qudongqichanshengdea、b、c三相變化的電流控製電機轉動，因此稱為交流伺服電機;驅動器輸入的控製信號可以是脈衝串
，也可以是直流電壓信號（一般為±10v），所以也有將其稱為直流無刷電動機。

兩種電機的簡單試驗比較
　　
   對兩種電機作過簡單的試驗比較:隻要將係統原先的直流誤差信號直接接入交流伺服驅動器的模擬控製輸入端
，用交流伺服電機和它的驅動器代替原先的差分功放、電機放大機和直流伺服電機
，而控製部分和測角元件等均不變
，簡單比較兩種方案的輸出特性。
　　
   原先的直流伺服電機，額定電壓為100v，額定轉速為3000r/min
，空載啟動電壓為2v，空載時，當其輸入電壓為1 v電機不轉，輸入電壓為2～2.5v時，眼睛可觀察到電機轉速不勻，這是因為碳刷、油you封feng等deng以yi及ji力li矩ju角jiao引yin起qi的de不bu可ke避bi免mian的de現xian象xiang。而er交jiao流liu伺si服fu電dian機ji因yin為wei無wu碳tan刷shua使shi其qi摩mo擦ca力li小xiao，還hai因yin為wei霍huo爾er器qi件jian的de存cun在zai而er使shi其qi電dian磁ci力li始shi終zhong垂chui直zhi於yu旋xuan轉zhuan半ban徑jing（這既是所謂的正弦控製），congerqidisuxingnengmingxianyouyuqianzhe。dangshijiangqizhuansufangzaihendi，yongrouyanhennanfenbiandianjidezhuandong，zhinengtongguotazijideruanjianjiemianguanchazhishidedianshuweizhizaizhuandong，yeguanchabudaopaxingxianxiangfasheng
，yongshouyeganjiaobudaoyoutexingruandexianxiang，yuanxianzhiliuxitongdisuyaoqiuwei0.1°/s
，若用交流電機估計低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服係統
，是對低速性能要求高的係統最為簡單可行的方法。
　　
   交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)畫(hua)法(fa)也(ye)和(he)直(zhi)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)，它(ta)不(bu)是(shi)負(fu)斜(xie)率(lv)的(de)一(yi)組(zu)直(zhi)線(xian)，而(er)是(shi)幾(ji)乎(hu)畫(hua)成(cheng)矩(ju)形(xing)。這(zhe)也(ye)說(shuo)明(ming)了(le)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)硬(ying)，速(su)度(du)範(fan)圍(wei)寬(kuan)。
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安全保護
　　
   jiaodatianxiansifuxitongdebaohuyingshiyigezhongyaodeshejihuanjie，yinweiyidanshikong，kenengyinqizhongdadeshebeisunhuaihuorenshenshigu。guowaiyouxieleidazaizhefangmianyoushizhongzuoyoudebaohucuoshi，rumouxiexitongdemendakaihoujiangshisifudianjibunengqidongdeng。
　　
   過流過載保護電路的敏感元件最好設計在靠近電機的直接控製部分，但這裏的電流很大，使設計有一定的困難。常用的熔斷器
、熱(re)繼(ji)電(dian)器(qi)等(deng)器(qi)件(jian)，往(wang)往(wang)因(yin)其(qi)升(sheng)溫(wen)到(dao)動(dong)作(zuo)完(wan)成(cheng)須(xu)有(you)一(yi)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)，使(shi)其(qi)對(dui)瞬(shun)間(jian)就(jiu)損(sun)壞(huai)設(she)備(bei)的(de)故(gu)障(zhang)不(bu)能(neng)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。例(li)如(ru)曾(zeng)經(jing)因(yin)某(mou)型(xing)號(hao)雷(lei)達(da)跟(gen)隨(sui)器(qi)的(de)運(yun)放(fang)失(shi)效(xiao)而(er)使(shi)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)加(jia)長(chang)，平(ping)常(chang)還(hai)不(bu)容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)此(ci)類(lei)故(gu)障(zhang)，從(cong)而(er)使(shi)測(ce)角(jiao)元(yuan)件(jian)雙(shuang)通(tong)道(dao)電(dian)感(gan)移(yi)相(xiang)器(qi)的(de)粗(cu)精(jing)糾(jiu)錯(cuo)部(bu)分(fen)出(chu)錯(cuo)，因(yin)此(ci)輸(shu)出(chu)的(de)天(tian)線(xian)角(jiao)度(du)值(zhi)疊(die)加(jia)了(le)一(yi)個(ge)粗(cu)大(da)誤(wu)差(cha)，（粗精比為1:32
，粗大誤差為11°15′）並反複出現，稱之為“跳大點”。因yin係xi統tong的de開kai環huan增zeng益yi在zai兩liang千qian倍bei以yi上shang，當dang隨sui動dong係xi統tong判pan斷duan到dao這zhe個ge大da失shi調tiao角jiao時shi
，以yi最zui大da的de加jia速su度du達da到dao最zui大da的de速su度du，去qu追zhui趕gan這zhe個ge失shi調tiao角jiao，從cong而er使shi電dian機ji高gao速su旋xuan轉zhuan時shi突tu然ran判pan斷duan反fan轉zhuan，這zhe不bu但dan很hen容rong易yi引yin起qi永yong磁ci電dian機ji退tui磁ci使shi性xing能neng降jiang低di
，當dang時shi還hai使shi減jian速su機ji徹che底di損sun壞huai，但dan是shi這zhe時shi熔rong斷duan器qi、熱繼電器等無一動作。現在采用數字計算機可以較容易的判斷這類現象，但因幹擾、通訊等原因，不能將此類寶完全押在計算機上。而交流伺服電機，數據處理芯片安裝在驅動器內，驅動器的i/o口都經過光耦隔離
，因此可靠性好;並有許多現成可用的功能方便使用
，如力矩電流限製，速度限製，加速度限製等等。
　　
   直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)額(e)定(ding)過(guo)載(zai)線(xian)，如(ru)果(guo)不(bu)外(wai)接(jie)專(zhuan)門(men)的(de)限(xian)製(zhi)斷(duan)路(lu)器(qi)件(jian)，則(ze)額(e)定(ding)線(xian)僅(jin)僅(jin)是(shi)在(zai)圖(tu)上(shang)畫(hua)出(chu)的(de)，傳(chuan)遞(di)函(han)數(shu)中(zhong)並(bing)無(wu)此(ci)飽(bao)和(he)線(xian)，頂(ding)多(duo)也(ye)就(jiu)是(shi)超(chao)過(guo)此(ci)線(xian)後(hou)線(xian)性(xing)度(du)可(ke)能(neng)有(you)所(suo)降(jiang)低(di)。而(er)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)的(de)額(e)定(ding)過(guo)載(zai)線(xian)卻(que)是(shi)實(shi)實(shi)在(zai)在(zai)的(de)存(cun)在(zai)，一(yi)旦(dan)超(chao)過(guo)此(ci)線(xian)則(ze)係(xi)統(tong)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi)。因(yin)此(ci)

，一(yi)來(lai)可(ke)靠(kao)的(de)保(bao)護(hu)了(le)係(xi)統(tong)不(bu)會(hui)損(sun)壞(huai)，二(er)來(lai)設(she)計(ji)時(shi)要(yao)注(zhu)意(yi)這(zhe)個(ge)區(qu)別(bie)
，尤(you)其(qi)是(shi)不(bu)能(neng)隨(sui)便(bian)停(ting)機(ji)的(de)係(xi)統(tong)，電(dian)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)要(yao)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)餘(yu)量(liang)。

控製方法
　　
   采用交流伺服電機，可以使控製部分的設計簡單
，也可以容易的代替原先係統的驅動電機部分。係統構成典型的方法是:
　　
   上位機如pc機、plc
、嵌入機等;隨動係統中主要用於調試係統，以及完成係統通訊，信號采集等其他任務，控製任務可以放在上位機內，也可放在控製器中;
　　
   多軸控製器，一般可控製2至8個軸

，可構成方位、俯仰、橫滾等軸的控製，對於單軸控製，常使用帶控製器的驅動器，可省去這一項;
　　
   驅動器，多為專用的，和電機配套出售;
　　
   電動機。
　　
   總之
，采用這種方案，可以省去許多硬件電路和軟件計算編程工作，實現模塊化，提高了可靠性和可維修性。
　　
   各種型號的控製器都有各自的語言，也可以用visual basic等熟悉的環境來編製用戶程序。設計有各種各樣的軟件模塊以方便使用。如控製模式:pid調節、直線及圓弧插補、電子齒輪、比例轉換、前饋控製、再(zai)生(sheng)電(dian)阻(zu)等(deng)等(deng)，魯(lu)棒(bang)性(xing)能(neng)好(hao)。它(ta)們(men)多(duo)數(shu)是(shi)為(wei)像(xiang)生(sheng)產(chan)線(xian)或(huo)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)這(zhe)樣(yang)的(de)程(cheng)序(xu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)而(er)設(she)計(ji)的(de)。對(dui)於(yu)位(wei)置(zhi)跟(gen)蹤(zong)的(de)隨(sui)動(dong)係(xi)統(tong)，雖(sui)然(ran)許(xu)多(duo)功(gong)能(neng)用(yong)不(bu)上(shang)，但(dan)也(ye)可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)輸(shu)入(ru)功(gong)能(neng)或(huo)力(li)矩(ju)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)，方(fang)便(bian)的(de)將(jiang)驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)電(dian)機(ji)插(cha)入(ru)原(yuan)有(you)的(de)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)，代(dai)替(ti)直(zhi)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)，也(ye)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)用(yong)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)
，采(cai)用(yong)點(dian)動(dong)模(mo)式(shi)工(gong)作(zuo)。這(zhe)種(zhong)電(dian)機(ji)係(xi)統(tong)一(yi)般(ban)都(dou)帶(dai)有(you)幾(ji)個(ge)濾(lv)波(bo)器(qi)

，包(bao)括(kuo)相(xiang)位(wei)滯(zhi)後(hou)補(bu)償(chang)濾(lv)波(bo)器(qi)
、速度反饋濾波器和陷波濾波器
，用於伺服調節時使用。有些型號電機的濾波器需要可選的硬件支持。