城实维修分享对伺服系统的一般技术要求

伺服系统的基本要求、特点和分类数控机床伺服系统的作用在于接受来自数控装置的指令信号，驱动机床移动部件跟随指令脉冲运动，并保证动作的快速和准确，这就要求高质量的速度和位置伺服。

以上指的主要是进给伺服控制，另外还有对主运动的伺服控制，不过控制要求不如前者高。

数控机床的精度和速度等技术指标往往主要取决于伺服系统。

一、伺服系统的基本要求和特点1.对伺服系统的基本要求（1）稳定性好：稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态。

（2）精度高：伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。

作为精密加工的数控机床，要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高，允许的偏差一般都在0.01～0.00lmm之间。

（3）快速响应性好：快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一，即要求跟踪指令信号的响应要快，一方面要求过渡过程时间短，一般在200ms以内，甚至小于几十毫秒；另一方面，为满足超调要求，要求过渡过程的前沿陡，即上升率要大。

2、伺服系统的主要特点（1）精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制。

（2）有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。

目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。

（3）高性能的伺服电动机（简称伺服电机）：用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。

要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。

要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节。

（4）宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。

数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。

数控机床对伺服系统的基本要求
1．精度高伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。

包括定位精度和轮廓加工精度。

2．稳定性好稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调整过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。

直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。

3．快速响应快速响应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供应的最高转速和最低转速之比，对于一般的数控机床而言，要求在辨别率为1μm 的状况下，进给伺服系统在0～24m / min进给速度范围内都能工作。

5．低速大转矩进给坐标的伺服掌握属于恒转矩掌握，在整个速度范围内都要保持这个转矩；主轴坐标的伺服掌握在低速时为恒转矩掌握，能供应较大转矩。

在高速时为恒功率掌握，具有足够大的输出功率。

对伺服电机的要求：
（1）调运范围宽且有良好的稳定性，低速时的速度平稳性；（2）电机应具有大的、较长时间的过载力量，以满意低速大转矩的要求；
（3）反应速度快，电机必需具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad / s2以上)；
（4）能承受频繁的起动、制动和正反转。

习题六答案1、什么是伺服控制？为什么机电一体化系统的运动控制往往是伺服控制？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.机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。

2、机电一体化系统的伺服驱动有哪几种形式?各有什么特点？（1）、按被控量参数特性分类按被控量不同，机电一体化系统可分为位移、速度、力矩等各种伺服系统。

其它系统还有温度、湿度、磁场、光等各种参数的伺服系统（2）、按驱动元件的类型分类按驱动元件的不同可分为电气伺服系统、液压伺服系统、气动伺服系统。

电气伺服系统根据电机类型的不同又可分为直流伺服系统、交流伺服系统和步进电机控制伺服系统。

（3）、按控制原理分类按自动控制原理，伺服系统又可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。

3、机电一体化对伺服系统的技术要求是什么？机电一体化伺服系统要求具有精度高、响应速度快、稳定性好、负载能力强和工作频率范围大等基本要求，同时还要求体积小、重量轻、可靠性高和成本低等。

4、试分析直流伺服电机的结构与工作原理。

直流伺服电动机主要由磁极、电枢、电刷及换向片结构组成（如图6-3所示）。

其中磁极在工作中固定不动，故又称定子。

定子磁极用于产生磁场。

在永磁式直流伺服电动机中，磁极采用永磁材料制成，充磁后即可产生恒定磁场。

在他励式直流伺服电动机中，磁极由冲压硅钢片叠成，外绕线圈，靠外加励磁电流才能产生磁场。

电枢是直流伺服电动机中的转动部分，故又称转子，它由硅钢片叠成，表面嵌有线圈，通过电刷和换向片与外加电枢电源相连。

图6-3 直流伺服电动机基本结构图6-4 电枢等效电路直流伺服电动机是在定子磁场的作用下，使通有直流电的电枢（转子）受到电磁转矩的驱使，带动负载旋转。

通过控制电枢绕组中电流的方向和大小，就可以控制直流伺服电动机的旋转方向和速度。

工程上对伺服系统的技术要求很具体,由于系统所服务的对象不同、用途殊异,因而对系统的要求也有差别。

但可将技术要求归纳成以下几个方面①对系统基础性能的要求,包括对系统稳态性能和动态性能两方面的要求;②对系统工作体制、可靠性、使用寿命等方面的要求;③系统需适应的工作环境条件:如温度、湿度、防潮、防化、防辐射、抗振动、抗冲击等方面的要求;④对系统体积、容量、结构外型、安装特点等方面的限制⑤对系统制造成本、运行的经济性、标准化程度、能源条件……等方面的要求这些问题涉及面很广,限于篇幅,本指导只能针对对系统的基本性能要求,讨论系统设计的基本方法,为此,先将伺服系统稳态性能和动态性能的一般性要求简列如下伺服系统的稳态性能要求有①系统静误差(其量纲是角度或长度)。

对闭环控制的伺服系统而言,按线性理论分析应该是无静差系统,但实际系统的检测装置分辨率有限,系统带动被控对象运动总会承受干摩擦,这些都造成实际系统有静误差存在。

②系统速度误差(角度或长度)。

系统处于等速跟踪状态时,系统输出轴与其输入轴作相等的匀速运动,在同一时刻,输出轴与输入轴之间的转角差③系统最大跟踪误差(角度或长度)。

系统输出轴在一定的速度和加速度范围内追随输入轴运动时,在同一时刻两轴之间最大的差值④系统最低平稳跟踪角速度(或速度或转速),是系统输出轴平稳追随输入轴作匀速运动时,系统输出轴不出现明显的步进现象所能达到的最低速度⑤系统最大跟踪角速度,是系统输出轴平稳跟随输入轴,且不超过的前提下,系统所能达到的最高速度⑥最大跟踪角加速度是系统输出轴跟随输入轴,在不超过最大跟踪误差的前提下,系统所能达到的最大角加速度⑦最大角速度、输出最大角加速度,均指不考虑跟踪精度的情况下,系统输出轴所能达到的极限速度和极限加速度。

当然,对系统稳态性能还可有其它的要求或其它的提法,如正弦跟踪状态下的误差,速度品质系数,加速度品质系数。

,连续调速范围等等。

以上介绍稳态误差的时候,均提到系统输出轴跟踪系统输入轴运动,并以两轴之间的瞬时转角差作为系统的误差值,实际上有些何服系统并没有实际的输入轴存在,输入信号不是依靠转动输入轴来产生,而是代表输入转角的信号电压或具体的数字代码伺服系统动态性能要求有①系统应是渐近稳定的,并应具有一定的稳定裕量②在典型信号输入下,系统的时域响应特性要满足规定的要求,用得最多的是系统处于静止协调状态下(即零初始条件下),系统对阶跃输入信号的响应特性,通常取最大超调量σ%、协调时间(即过渡过程时间)t、振荡次数μ等特征量作定量的评价。

伺服系统的应用领域和基本要求伺服系统是现代工业中广泛应用的一种控制系统。

它通过精确控制电机的位置、速度和力度，实现对机械设备的高精度控制。

伺服系统在许多领域都有重要的应用，下面将介绍一些主要的领域和对伺服系统的基本要求。

应用领域1. 机械制造在机械制造领域，伺服系统被广泛用于控制机床、机械手臂、自动装配线等设备。

它可以实现机械设备的高精度运动和定位，提高生产效率和产品质量。

2. 自动化生产线伺服系统在自动化生产线中起着至关重要的作用。

它可以控制各种传送带、机械臂、搬运设备等，实现产品的自动运输、装配和包装，提高生产效率和自动化程度。

3. 包装与物流伺服系统在包装与物流领域也有重要的应用。

通过精确控制输送带、装箱机、封箱机等设备，可以实现快速而准确的包装和物流操作，提高包装效率和物流效益。

4. 机器人技术伺服系统是机器人技术的核心控制系统之一。

它可以控制机器人的运动和动作，实现多轴、高精度的控制，使机器人能够完成各种复杂的任务，如装配、焊接、喷涂等。

基本要求伺服系统的基本要求主要包括以下几个方面：1. 精度和稳定性伺服系统需要具有高精度和稳定性，以保证对设备的精确控制。

这要求系统在不同负载和工作条件下能够实现精确的位置、速度和力度控制，并保持稳定的运行。

2. 反馈控制伺服系统需要配备合适的反馈控制装置，如编码器、传感器等，以实时检测设备位置、速度和力度，并将信息反馈给控制系统进行调整和纠正。

3. 快速响应能力伺服系统需要具有快速的响应能力，能够在短时间内对控制指令做出反应并进行相应的控制调整。

这对于实现高速运动和复杂动作的设备是非常重要的。

4. 可编程性和灵活性伺服系统需要具备可编程性和灵活性，以便根据不同的应用需求进行设备控制参数的调整和优化。

这可以通过软件编程和参数设置来实现。

5. 安全可靠性伺服系统需要具备安全可靠性，以确保设备在工作过程中不会产生故障或危险情况。

系统需要具备适当的保护装置和故障检测机制，以及可靠的电源供应和防护措施。

伺服系统的基本要求及特征伺服系统是指由伺服电机、传感器、控制器和执行机构等组成的闭环控制系统。

它能够根据输入信号精确控制执行机构的位置、速度和力矩等参数。

伺服系统广泛应用于机械加工、自动化生产线、航空航天等领域，具有以下基本要求和特征。

一、基本要求1. 高精度控制：伺服系统需要能够实现高精度的位置、速度和力矩控制，以满足不同应用场景的需求。

2. 快速响应：伺服系统具备快速的响应能力，能够在瞬时改变的工况下迅速调整执行机构的运动状态。

3. 稳定性：伺服系统需要具备良好的稳定性，能够在长时间运行的过程中保持稳定的控制性能。

4. 可靠性：伺服系统需要具备高可靠性，能够在恶劣环境下稳定工作，并具备自动故障检测和报警功能。

5. 灵活性：伺服系统应具备灵活的控制方式，能够适应不同的工作模式和工作要求。

6. 易维护性：伺服系统需要具备良好的可维护性，以便及时发现和排除故障，减少停机时间。

二、特征1. 闭环控制：伺服系统采用闭环控制方式，通过不断地测量执行机构的状态和与预设值进行比较，实现对输出信号的精确控制。

2. 反馈控制：伺服系统通过传感器实时采集执行机构的位置、速度和力矩等参数，并将其反馈给控制器，用于控制决策。

3. 高精度传感器：伺服系统中的传感器需要具备高精度的测量能力，以保证控制系统的准确性和稳定性。

4. 高性能控制器：伺服系统的控制器需要具备高性能的运算能力和快速的响应速度，以满足高精度控制的要求。

5. 电流反馈控制：伺服系统中的电机控制通常采用电流反馈控制方式，通过控制电机的电流来实现对执行机构的精确控制。

6. 可编程控制：伺服系统的控制器通常具备可编程功能，能够根据不同的应用需求进行参数设置和控制策略的调整。

7. 多轴同步控制：伺服系统能够实现多个执行机构的同步控制，以满足复杂运动控制的需求。

8. 通信接口：伺服系统通常具备各种通信接口，可以与上位机进行数据交互和远程监控。

9. 自动故障检测和报警：伺服系统能够自动检测执行机构和传感器的故障，并及时发出报警信号，以减少故障对生产过程的影响。

调速范围宽：调速范围Rn指在生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。

通式中n max和n min一般对指额定负载时的转速，对于少数负载很轻的机械，也可以是实际负载转速。

经给伺服系统的调速要求，在数控机床中，进给伺服系统的调速范围与伺服系统的分辨率有关。

一般的调速范围要求在脉冲当量为0.001mm时到达0～24m/min就够了。

进给伺服系统的调速又可分为以下几种状态：1. 在1～24000mm/min范围，即1：24000调速范围内，要求速度均匀、稳定、无爬行、速降小。

2.在1mm/min一下时，具有一定的瞬时速度，而平均速度很低。

3.在零速是，及工作台停止运动时，要求电机有电磁转矩，以维持定位精度，使定位精度满足系统的要求。

也就是说，伺服锁定状态。

主轴范围调速要求，主轴主要考虑速度控制，其调速系统一般要求1：100～1000范围内的恒转矩调速和1：10以上的恒功率调速，而且要有足够大的输出功率。

低速大转矩，加床加工的特点是，在低速时进行重切削。

因此要求伺服系统在低速时要有大的转矩输出。

进给坐标的伺服控制属于恒转矩控制；而主轴坐标的伺服控制在低速时为恒转矩控制，在高速时为恒功率控制。

电气伺服系统的控制结构典型的电气伺服系统框图如上图所示。

从控制的角度来讲，电气伺服系统的一般结构为三闭环控制，即有电枢电流闭环，速度闭环和位置闭环。

为了满足三环伺服控制反馈信号，要求有多种传感元件可供选择。

电流反馈一般采用取样电阻、霍尔集成电路传感器等。

速度反馈一般采用测速发电机、光电编码器、旋转变压器等。

位置反馈一般采用电编码器、旋转变压器、光栅等。

在一般的电气伺服产品中主要包括电流闭环和速度闭环控制，而位置环则有CNC装置中的计算机进行控制。

从器件上来说，电气伺服系统包括持行部件、、伺服驱动器、CNC中的位置控制器三部分。

1. 在计算机和外部交换信息中，按数据传输方式可分为：串行通信和并行通信。

2. 微机控制系统中的输入与输出通道一般包括模拟量输入通道模拟量输出通道、数字量输入通道数字量输出通道四种通道。

3. 在伺服系统中，在满足系统工作要求的情况下，首先应保证系统的稳定性和精度并尽量高伺服系统的响应速度。

4. 一般来说，伺服系统的执行元件主要分为电磁式液压式气压式和其它等四大类型。

5. 在SPWM变频调速系统中，通常载波是等腰三角波，而调制波是正弦波6.异步交流电动机变频调速：a)基频（额定频率）以下的恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。

b)基频（额定频率）以上的弱磁通变频调速，属于恒功率调速方式。

7. 开环步进电动机控制系统，主要由. 环形分配器功率驱动器步进电机等组成。

8. 实现步进电动机通电环形分配的三种常用方法是：1）计算机软件2）硬件分配，3）专用环形分配器9. 根据计算机在控制中的应用方式，把计算机控制系统分为四类：1）操作指导控制系统2）直接控制系统3）监督计算机控制系统4）分级计算机控制系统10．应用于工业控制的计算机主要有：1）单片机 2）PLC，3）总线工控机等类型。

11.干扰传播途径有二种方式，其中传导耦合方式：干扰信号能量以电压或电流的形式，通过金属导体传递。

12. 抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、隔离滤波接地合理布局和软件抗干扰技术。

13. 电场屏蔽----通常用铜、铝等导电性能良好的金属材料作屏蔽体，并应保持良好接地。

14．根据频率特性解释下列滤波器的作用：1）低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率成分受到抑制、衰减，不让通过。

2）带通滤波器：只让某一频带内的成分通过，而低于上截止频率成分和高于_下截止频率成分的成分抑制,不让通过。

一、填空(每空2分，共20分)1.机电一体化产品按用途可以划分为和2．控制及信息处理单元一般由控制计算机、和组成。

3．在小功率传动链中，为使总的折算惯量最小，各级传动比分配应遵守原则。

伺服电机技术要求伺服电机是一种能够将电能转化为机械能的电动机。

它具有高精度、高效率、高响应性和高可靠性等优点，被广泛应用于工业自动化领域。

为了实现伺服电机的正常运行，需要满足一定的技术要求。

伺服电机需要具备良好的控制性能。

它应当能够根据控制信号实时调整输出转矩或速度，以实现精确的位置控制。

控制性能的好坏直接影响到伺服电机的定位精度和动态响应能力。

为了提高控制性能，可以采用先进的控制算法，如PID控制算法，以实现闭环控制。

伺服电机需要具备高效率和低噪声。

高效率可以减少能源消耗，降低使用成本；低噪声可以提升工作环境的舒适度，并减少对周围设备的干扰。

为了实现高效率和低噪声，可以采用优质的电磁材料和轴承，减少机械摩擦；同时，还可以优化电机的设计和制造工艺，提高电机的转换效率和运行平稳性。

伺服电机还需要具备高可靠性和长寿命。

在工业自动化领域，伺服电机通常需要长时间连续运行，因此其可靠性和寿命非常重要。

为了提高可靠性和寿命，可以采用优质的材料和组件，进行严格的质量控制和测试；同时，还可以进行合理的轴向和径向载荷分配，减少磨损和疲劳。

伺服电机还需要具备良好的热管理能力。

由于伺服电机在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热，会导致电机温升过高，进而影响电机的性能和寿命。

为了保证良好的热管理，可以采用散热器、风扇等散热装置，以提高散热效率；同时，还可以通过合理的电机布局和散热设计，减少热量积聚和局部温升。

在使用伺服电机时，还需要注意以下几点。

首先，要选择合适的电机型号和规格，以满足实际应用需求。

其次，要正确安装和调试电机，确保电机能够正常运行并达到预期性能。

再次，要定期检查和维护电机，以延长其使用寿命和保持良好的工作状态。

最后，要注意电机的安全使用，避免发生意外事故。

伺服电机作为一种重要的动力设备，在工业自动化领域具有广泛的应用前景。

为了实现其正常运行，需要满足一定的技术要求，包括控制性能、效率和噪声、可靠性和寿命、热管理等方面。

永磁交流伺服电机通用技术条件
永磁交流伺服电机通用技术条件是一种高性能的电机，在工业机械、制造业和自动化设备中得到广泛应用。

其通用技术条件如下：
1. 电机额定功率范围：0.1 ~ 500 kW。

2. 电机额定转速范围：500 ~ 5000 RPM。

3. 电机工作电源：三相交流电源，额定电压范围380V/220V。

4. 控制方式：矢量控制、FOC矢量控制等。

5. 精度等级：高精度，可达到零误差闭环控制。

6. 内置编码器、位置传感器等反馈元件，能够实现闭环控制。

7. 高转矩密度，低惯量，达到快速响应和高精度定位的要求。

8. 低振动、低噪音、低热损耗等特点，适用于高速、高精度、长时间运转的场合。

9. 可适应不同的环境温度、湿度、震动等条件。

10. 符合国家相关标准，如GB、ISO等。

以上是永磁交流伺服电机通用技术条件的简要介绍，具体应用时应根据实际需求进行选型和配置。

数控机床的伺服驱动系统主要有两种：进给驱动系统和主轴驱动系统，前者控制机床各坐标轴的切削进给运动，后者控制机床主轴的旋转运动。

他们的职能是提供切削过程中所需要的转矩和功率，可以任意调节与转速度和准确的位置控制。

为了满足数控机床对伺服系统的要求，对电气伺服驱动系统的执行元件伺服电动机也必须较高的要求：1.电动机从最低进给速度到最高进给速度范围内都能平滑地运转；转矩波动要小，尤其在最低速度转速时，如0.1r/min或更低转速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。

2.电动机应具有较大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。

比如，电动机能在数分钟内过载4～6倍而不损坏。

3.为了满足快速响应的要求，即随着控制信号的变化，电动机应能在较短时间内完成必须的动作。

快的反应速度直接影响到系统的品质。

因此，要求电动机必须具有较小的转动惯量和大的堵转转矩，尽可能小的电动机时间常数和启动电压。

电动机必须具有4000rad/s2以上的加速度，才能保证电动机在0.2s以内从静止启动到1500rmin。

电动机应能承受频繁的起动、制动和反转。

文章来源：中国传动设备网常用的伺服执行元件主要有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机和直接驱动电动机。

1.步进电动机：进步电动机分为三种，反应式步进电动机又叫做可变磁阻式，步进电动机。

反应式步进电动机结构较简答，为一台三项反应式步进电动机的横断面。

他的定子上有三对转子齿距通常相等，定转子间有很小的气间隙，转子铁心上没有绕组，转子齿数有一定的限制，每一个齿轮距，对应的空间角度为9度。

反应式步进电动机可以做成不同的相数，例如4、5、6、8相等均可以，其基本的工作原理三相时相同。

步距角小，因为反应式步进电动机定转子式采用软磁材料做成的，在机械加工所能允许的最小步距情况下，转子的齿数可以做得很多。

伺服系统浅析，伺服系统的分类、结构组成与技术要求伺服系统，亦称随动系统，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、速度或力输出的自动控制系统。

大多数伺服系统具有检测反馈回路，因而伺服系统是一种反馈控制系统。

按照反馈控制理论，伺服系统需不断检测在各种扰动作用下被控对象输出量的变化，与指令值进行比较，并用两者的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被控对象输出量始终跟踪输入的指令值。

伺服系统是根据输入的指令值与输出的物理量之间的偏差进行动作控制的。

因此伺服系统的工作过程是一个偏差不断产生，又不断消除的动态过渡过程。

伺服控制的实例随处可见，如工人操作机床进行加工时，必须用眼睛始终观察加工过程的进行情况，通过大脑对来自眼睛的反馈信息进行处理，决定下一步如何操作，然后通过手摇动手轮，驱动工作台上的工件或刀具来执行大脑的决策，消除加工过程中出现的偏差，最终加工出符合要求的工件。

在这个例子中，检测、反馈与控制等功能是通过人来实现的，而在伺服系统中，这些功能都要通过传感器、控制及信息处理装置等来加以实现。

如数控机床的伺服系统中，位置检测传感器、数控装置和伺服电动机分别取代了人的眼睛、大脑和手的功能。

许多机电一体化产品（如数控机床、工业机器人等），需要对输出量进行跟踪控制，因而伺服系统是机电一体化产品的一个重要组成部分，而且往往是实现某些产品目的功能的主体。

伺服系统中离不开机械技术和电子技术的综合运用，其功能是通过机电结合才得以实现的，因此，伺服系统本身就是一个典型的机电一体化系统。

伺服系统的分类按调节理论分类1.开环伺服系统开环伺服系统即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。

这两种驱动元件的工作原理的实质是数字脉冲到角度位移的变换，它不用位置检测元件实现定位，而是靠驱动装置本身，转过的角度正比与指令脉冲的个数；运动速度由进给脉冲的。

伺服系统的基本要求
伺服系统是一种精确跟随输入信号并能快速响应的自动控制系统，其基本要求包括：
1. 精度高：伺服系统应具备高定位精度和跟踪精度，能在较短时间内快速响应指令信号，确保输出轴的实际位置、速度和加速度与期望值一致。

2. 快速响应：伺服系统需具备快速动态响应能力，能够在短时间内达到稳定状态，尤其是在负载变化时也能保持稳定的输出。

3. 稳定性好：伺服系统必须在各种工况下都能保持稳定工作，即使在扰动或不确定性条件下也能恢复平衡状态，避免振荡和超调。

4. 动态性能优良：具有宽广的调速范围和足够的过载能力，同时保证低速平稳性和高速时的快速性。

5. 可靠性强：伺服系统应具备较强的抗干扰能力和自我诊断修复功能，确保长期稳定可靠运行。

6. 易于控制与调节：伺服系统应支持灵活方便的控制方式，易于根据应用场景进行参数调整和优化。

伺服系统的基本要求一、稳定性伺服系统需要具有良好的稳定性，能够稳定的工作在各种负载条件下。

在负载变化或环境变化的情况下，伺服系统应能够迅速调整控制参数，保持系统的稳定性。

这就要求伺服系统具有高效的反馈控制算法和优良的控制性能。

二、精密度伺服系统需要具有高精度的位置控制能力，能够实现对目标位置的快速、精准的控制。

这对伺服电机、编码器等部件的精度和稳定性提出了较高的要求。

此外，伺服系统还需要具有高分辩率的位置传感器和高精度的控制器。

三、高速度伺服系统需要具有较高的速度控制能力，能够在短时间内快速响应并实现高速度的运动。

对于高速运动的场合，伺服系统需要具有高动态响应和快速的控制算法。

四、可靠性伺服系统需要具有高可靠性，能够在长时间工作的情况下保持稳定的控制性能。

对于工业生产线等关键的应用场合，伺服系统的可靠性要求更高，要能够在极端环境条件下正常工作。

五、灵敏度伺服系统需要具有较高的灵敏度，能够快速、准确地对输入信号做出响应。

在高动态状态下，伺服系统需要具有较好的灵敏度和鲁棒性，能够有效抑制振动和干扰，实现稳定的控制。

六、节能环保伺服系统需要具有较高的能效性能，能够在提高性能的同时减少能源消耗。

对于高功率的伺服系统，需要考虑系统的节能设计和冷却方式，以降低能源消耗和环境排放。

综上所述，伺服系统的基本要求包括稳定性、精密度、高速度、可靠性、灵敏度和节能环保。

在实际的应用中，需要根据具体的需求和环境条件，针对上述要求进行系统设计和参数调整，以满足不同应用场合的需求。

同时，随着科技的发展和市场的需求，伺服系统的要求也会不断提高，新的技术和理念将不断应用到伺服系统中。

因此，伺服系统的基本要求是一个动态变化的概念，需要不断地进行研发和改进。

数控机床对伺服系统的要求数控机床的伺服驱动系统主要有两种：进给驱动系统和主轴驱动系统，前者控制机床各坐标轴的切削进给运动，后者控制机床主轴的旋转运动。

他们的职能是提供切削过程中所需要的转矩和功率，可以任意调节与转速度和准确的位置控制。

为了满足数控机床对伺服系统的要求，对电气伺服驱动系统的执行元件伺服电动机也必须较高的要求：1.电动机从最低进给速度到最高进给速度范围内都能平滑地运转；转矩波动要小，尤其在最低速度转速时，如0.1r/min或更低转速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。

2.电动机应具有较大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。

比如，电动机能在数分钟内过载4～6倍而不损坏。

3.为了满足快速响应的要求，即随着控制信号的变化，电动机应能在较短时间内完成必须的动作。

快的反应速度直接影响到系统的品质。

因此，要求电动机必须具有较小的转动惯量和大的堵转转矩，尽可能小的电动机时间常数和启动电压。

电动机必须具有4000rad/s2以上的加速度，才能保证电动机在0.2s以内从静止启动到1500rmin。

电动机应能承受频繁的起动、制动和反转。

文章来源：中国传动设备网常用的伺服执行元件主要有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机和直接驱动电动机。

1.步进电动机：进步电动机分为三种，反应式步进电动机又叫做可变磁阻式，步进电动机。

反应式步进电动机结构较简答，为一台三项反应式步进电动机的横断面。

他的定子上有三对转子齿距通常相等，定转子间有很小的气间隙，转子铁心上没有绕组，转子齿数有一定的限制，每一个齿轮距，对应的空间角度为9度。

反应式步进电动机可以做成不同的相数，例如4、5、6、8相等均可以，其基本的工作原理三相时相同。

步距角小，因为反应式步进电动机定转子式采用软磁材料做成的，在机械加工所能允许的最小步距情况下，转子的齿数可以做得很多。

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机电一体化系统对伺服系统的基本要求 -机电一体化一、稳定性伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的扰动信号消逝后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的力量。

稳定的伺服系统在受到外界干扰或输入指令作用时，其输出响应的过渡过程随着时间的增加而衰减，并最终达到与期望值全都。

不稳定的伺服系统，其输出响应的过渡过程或者随时间的增长而增长，或者表现为等幅振荡。

因此对伺服系统的稳定性要求是一项最基本的要求，也是伺服系统能够正常运行的最基本条件。

伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数(如惯性、刚度、阻尼、增益等)，与外界作用信号(包括指令信号和扰动信号)的性质或形式无关。

一个伺服系统是否稳定，可依据系统的传递函数，接受自动把握理论所供应的各种方法来判别。

对于位置伺服系统，当运动速度很低时，往往会消灭一种由摩擦特性所引起的、被称为r。

爬行的现象，这也是伺服系统不稳定的一种表现。

爬行会严峻影响伺服系统的定位精度和位置跟踪精度。

二、精度服系统的精度是指其输出量复现输入指令信号的精确程度。

伺服系统工作过程中通常存在着三种误差，即动态误差、稳态误差和静态误差。

稳定的伺服系统对变化的输入信号的动态响应过程往往是一个振荡衰减的过程，在动态响应过程中输出量与输入量之间的偏差称为系统的动态误差。

在动态响应过程结束后，即在振荡完全衰减掉之后，输出量对输入量的偏差可能会连续存在，这个偏差称为系统的稳态误差。

系统的静态误差则是指由系统组成元件本身的误差及干扰信号所引起的系统输出量对输入量的偏差。

影响伺服系统精度的因素很多，就系统组成元件本身的误差来讲，有传感器的灵敏度和精度、伺服放大器的零点漂移和死区误差、机械装置中的反向间隙和传动误差、各元器件的非线性因素等。

此外，伺服系统本身的结构形式和输入指令信号的形式对伺服系统精度都有重要影响。

从构成原理上讲，有些系统无论接受多么精密的元器件，也总是存在稳态误差的，这类系统称为有差系统，而有些系统却是无差系统。

一、伺服系统技术要求
1、预应力施加分三级施加预应力（第一次30%，第二次40%，第三次30%）；
2、预加轴力为200KN/m，轴力标准值：320、335、355、365、370、395、400、415、435、440、460、465、500、510、550、575、590KN/m；
3、每次最大轴力预加值不小于200KN/m；
4、伺服系统必须与Φ800*20mm的钢管支撑相匹配；
5、服支撑系统应具有控制、调整支撑轴力功能。

伺服系统应设置轴力安全阀值，系统应设置油缸保圧自锁装置；
6、伺服支撑系统应具有实时加压功能；设置断电保护切换装置；宜在施工现场配置可移动应急电源装置；应设置现场声光报警装置，以防现场监测人员未能及时处理系统故障情况下及时报警；
7、每组伺服支撑控制柜、补偿装置等应在现场分别编号，严格管理，设备布置应避开基坑开挖大型设备停放及行走范围，每天定人定时巡视并记录，并设专人交叉检查；
8、满足设计及图纸要求。

伺服系统的基本要求及特征伺服系统的基本要求及特征1. 引言伺服系统作为现代控制系统中的重要组成部分，其基本要求及特征对于系统的性能和稳定性具有重要影响。

本文将从以下几个方面介绍伺服系统的基本要求及特征。

2. 基本要求伺服系统需要满足以下基本要求：•高精度控制：伺服系统需要能够实现高精度的位置或速度控制，以满足精密加工、运动控制等应用需求。

•快速响应：伺服系统需要具备快速响应的特性，能够在短时间内对输入信号作出准确的反应。

•稳定性：伺服系统需要具备良好的稳定性，能够保持输出信号稳定在给定值附近，不受外部干扰的影响。

•可靠性：伺服系统需要具备高可靠性，能够长时间稳定运行并具备故障自动检测和纠正的功能。

3. 特征伺服系统具有以下几个特征：精确度伺服系统的精确度是指系统能够实现的位置或速度控制的准确性。

通常使用误差指标来评估系统的精确度，包括位置偏差、速度误差等。

精确度与系统的传感器、控制算法等因素密切相关。

响应速度伺服系统的响应速度是指系统对输入信号作出反应的快慢程度。

响应速度取决于系统的动态特性，包括惯性、摩擦力等因素。

响应速度越快，系统的动态性能越好。

控制稳定性伺服系统的控制稳定性是指系统输出信号能够稳定在给定值附近的能力。

稳定性与系统的控制算法、控制器参数等因素密切相关。

稳定性越好，系统越不容易产生震荡、偏离目标值等问题。

功率输出伺服系统的功率输出能力是指系统能够输出的最大功率。

功率输出受到电机及传动机构等因素的限制。

高功率输出能力对于承载大负载、高速运动等应用非常重要。

4. 总结伺服系统作为控制系统的重要组成部分，其基本要求及特征对于系统的性能和稳定性具有重要影响。

高精度控制、快速响应、稳定性和可靠性是伺服系统的基本要求。

精确度、响应速度、控制稳定性和功率输出是伺服系统的主要特征。

只有满足这些要求和特征，伺服系统才能够在各种应用场景下发挥优秀的性能。

5. 应用领域伺服系统广泛应用于以下领域：•工业自动化：伺服系统用于控制工业机器人、数控机床等设备，实现高精度的加工、装配等工业自动化任务。

进给伺服系统的技术要求
1.调速范围宽
调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。

由于加工所用刀具、被加工零件材质以及零件加工要求的变化范围很广，为了保证在全部的加工状况下都能得到最佳切削条件与加工质量，要求进给速度能在很大的范围内变化，即有很大的调速范围。

目前的先进水平是，在脉冲当量或最小设定单位为1μm的状况下，进给速度能在0～240m/min的范围内连续可调。

一般的数控机床，其进给速度都在1mm/min～24m/min的范围之内。

即调速范围为1∶24000。

在这一调速范围内，要求速度匀称、稳定、低速时无爬行。

还要求在零速时，伺服电机处于电磁锁住状态，以保持定位精度不变。

2.位移精度高
即输出的位移量有较高的精度，也就是实际位移与指令位移之差值要小。

现代数控机床的位移精度一般为0.01～0.001mm，甚至可高至0.1μm。

3.稳定性好
稳定性是指输出速度的波动要小，当负载发生变化或受到外界干扰的状况下，输出速度应基本不变，即负载特性要硬；在低速时速度应保持平稳匀称，不能有爬行现象。

4.动态响应快
即有高的灵敏度，达到最大稳态速度的时间要短，一般要求在
200～100ms，甚至小于几十毫秒。

动态响应的快慢，反映了系统跟踪精度的凹凸，直接影响轮廓加工精度的凹凸和加工表面质量的好坏。

除此以外，还要求反向死区小，能频繁启、停和正反运动。