伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

全國(guó)高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

陳亞林陸東明主編

陳慶勝劉思遠(yuǎn)副主編

周江濤參編

狄建雄主審

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)主要介紹三菱交流伺服控制系統(tǒng)的原理和應(yīng)用，全書(shū)共分7個(gè)項(xiàng)目，內(nèi)容包括：緒論，主

要介紹伺服控制系統(tǒng)以及典型產(chǎn)品、應(yīng)用行業(yè)等；伺服電動(dòng)機(jī)與伺服測(cè)量系統(tǒng)，主要介紹伺服電動(dòng)

機(jī)基本原理、永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)基本原理及相關(guān)檢測(cè)元件等；伺服原理與系統(tǒng)，主要

介紹交流電的逆變、PWM逆變?cè)?、永磁同步電?dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理，主要

介紹位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、完整的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器；三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的硬件系統(tǒng)，

主要介紹系統(tǒng)的性能指標(biāo)、電氣接線、模塊應(yīng)用等；三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的操作與調(diào)試，主要介紹三菱

伺服驅(qū)動(dòng)器的具體應(yīng)用，包括參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)調(diào)試、故障診斷；伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用，給出伺服移

位角控制、定位機(jī)械手控制、定位跟蹤控制、單軸伺服跟蹤控制4個(gè)實(shí)例。

本書(shū)內(nèi)容充實(shí)，通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)，注重能力培養(yǎng)，最后以實(shí)例收尾，有效地訓(xùn)練了學(xué)生

解決實(shí)際問(wèn)題的能力和動(dòng)手能力。

本書(shū)適合作為高等職業(yè)院校機(jī)電一體化等專業(yè)的教材，也可作為自動(dòng)化類崗位的培訓(xùn)教材。

圖書(shū)在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)/陳亞林,陸東明主編.—北京:

中國(guó)鐵道出版社,2015.12（2018.7重?。?/p>

全國(guó)高等職業(yè)教育機(jī)電類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-19009-5

Ⅰ.①伺…Ⅱ.①陳…②陸…Ⅲ.①伺服系統(tǒng)－高

等職業(yè)教育－教材Ⅳ.①TP275

中國(guó)版本圖書(shū)館CIP數(shù)據(jù)核字(2014)第194366號(hào)

書(shū)名：伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

作者：陳亞林陸東明主編

策劃：祁云讀者熱線/p>

責(zé)任編輯：祁云彭立輝

封面設(shè)計(jì)：付巍

封面制作：白雪

責(zé)任校對(duì)：湯淑梅

責(zé)任印制：郭向偉

出版發(fā)行：中國(guó)鐵道出版社（100054，北京市西城區(qū)右安門(mén)西街8號(hào)）

網(wǎng)址：http:///51eds/

印刷：北京鑫正大印刷有限公司

版次：2015年12月第1版2018年7月第2次印刷

開(kāi)本：787mm×1092mm1/16印張：11.5字?jǐn)?shù)：268千

印數(shù)：2001～3500冊(cè)

書(shū)號(hào)：ISBN978-7-113-19009-5

定價(jià)：25.00元

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FOREWORD前言

伺服控制系統(tǒng)涉及數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)和材料學(xué)等諸多行業(yè)，它的發(fā)

展直接關(guān)系到整體數(shù)控設(shè)備的性能發(fā)揮及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)發(fā)展。

在研究、設(shè)計(jì)自動(dòng)化裝備過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)，它涵蓋控制理

論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、信號(hào)檢測(cè)與處理技

術(shù)等多門(mén)學(xué)科，是自動(dòng)化技術(shù)的主要分支。

目前，我國(guó)高職院校的相關(guān)專業(yè)已開(kāi)設(shè)了該課程，但是相關(guān)的教材太少，或者與工

業(yè)實(shí)際相差較大，這使得裝備制造業(yè)中運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)人才緊缺。

本書(shū)根據(jù)作者多年運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究和總結(jié)編寫(xiě)而成，其內(nèi)容從運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)

用的行業(yè)層面介紹，到學(xué)習(xí)該技術(shù)由淺入深的系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)介紹，從器件到系統(tǒng)，由理

論到實(shí)踐，層層解剖，讓讀者能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、了解運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的原理和應(yīng)用方法，真

正體現(xiàn)學(xué)以致用。

本書(shū)由陳亞林、陸東明任主編，陳慶勝、劉思遠(yuǎn)任副主編，周江濤參編，狄建雄主

審。其中：陳亞林編寫(xiě)項(xiàng)目1、3、5，陸東明編寫(xiě)項(xiàng)目4，陳慶勝編寫(xiě)項(xiàng)目2，劉思遠(yuǎn)編

寫(xiě)項(xiàng)目6，周江濤編寫(xiě)項(xiàng)目7。

本書(shū)適用于高等職業(yè)院校機(jī)電一體化專業(yè)的工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)教材。

由于編者水平所限，書(shū)中難免存在疏漏與不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編者

2015年8月

CONTENTS目錄

項(xiàng)目1緒論.........................................................................................................................1

1.1伺服控制系統(tǒng)概述.............................................................................................................1

1.2伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與典型產(chǎn)品.....................................................................................2

1.2.1伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)....................................................................................................2

1.2.2伺服系統(tǒng)的分類....................................................................................................2

1.2.3伺服系統(tǒng)的性能要求............................................................................................3

1.2.4伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn)............................................................................................3

1.2.5伺服放大器的典型產(chǎn)品........................................................................................4

1.3伺服控制系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用.....................................................................................8

1.4伺服控制系統(tǒng)在紡織行業(yè)的應(yīng)用.....................................................................................9

項(xiàng)目2伺服電動(dòng)機(jī)與伺服測(cè)量系統(tǒng)...................................................................................12

2.1伺服電動(dòng)機(jī)基本原理.......................................................................................................12

2.2永磁同步伺服電動(dòng)機(jī).......................................................................................................16

2.2.1永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類..................................................................16

2.2.2永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)..................................................................18

2.3測(cè)量系統(tǒng)基本原理...........................................................................................................20

2.4編碼器...............................................................................................................................22

2.4.1編碼器原理..........................................................................................................22

2.4.2輸出信號(hào)..............................................................................................................23

2.4.3分類.......................................................................................................................23

2.4.4從單圈絕對(duì)式編碼器到多圈絕對(duì)式編碼器......................................................24

2.5旋轉(zhuǎn)變壓器.......................................................................................................................25

2.5.1旋轉(zhuǎn)變壓器的用途..............................................................................................26

2.5.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器..............................................................................................28

2.5.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器..................................................................................................29

2.6光柵尺...............................................................................................................................30

2.7磁尺...................................................................................................................................32

項(xiàng)目3伺服原理與系統(tǒng).....................................................................................................34

3.1交流電的逆變...................................................................................................................34

3.1.1逆變電路的基本形式..........................................................................................34

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

3.1.2電流控制型逆變器..............................................................................................35

3.1.3電壓控制型逆變器..............................................................................................36

3.2PWM逆變?cè)?...............................................................................................................38

3.2.1PWM逆變?cè)砼c特點(diǎn)........................................................................................38

3.2.2PWM波形的產(chǎn)生................................................................................................41

3.3永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng).......................................................................................42

3.3.1交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理..............................................................43

3.3.2交流永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)..........................................................................45

項(xiàng)目4伺服驅(qū)動(dòng)器工作原理..............................................................................................47

4.1位置控制單元...................................................................................................................47

4.2速度控制單元...................................................................................................................48

4.3驅(qū)動(dòng)單元...........................................................................................................................49

4.4完整的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器.......................................................................................................49

項(xiàng)目5三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的硬件系統(tǒng)...................................................................................52

5.1產(chǎn)品規(guī)格與技術(shù)性能.......................................................................................................52

5.2電氣連接總圖...................................................................................................................54

5.3伺服驅(qū)動(dòng)器引腳功能.......................................................................................................56

5.4伺服驅(qū)動(dòng)器的接線...........................................................................................................68

5.5定位模塊的應(yīng)用...............................................................................................................71

5.5.1QD75定位模塊特點(diǎn)............................................................................................71

5.5.2定位模塊的選擇..................................................................................................72

5.5.3QDP1的使用.......................................................................................................74

5.5.4GXConfigurator-QP的基本應(yīng)用操作...............................................................76

5.6運(yùn)動(dòng)控制CPU的應(yīng)用.....................................................................................................86

5.6.1運(yùn)動(dòng)控制CPU簡(jiǎn)介.............................................................................................86

5.6.2運(yùn)動(dòng)控制CPU的使用.........................................................................................89

項(xiàng)目6三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的操作與調(diào)試.............................................................................128

6.1狀態(tài)、診斷、報(bào)警和參數(shù)模式的顯示操作................................................................128

6.1.1概要.....................................................................................................................128

6.1.2狀態(tài)顯示............................................................................................................129

6.1.3診斷模式............................................................................................................131

6.1.4報(bào)警模式............................................................................................................132

6.1.5參數(shù)模式............................................................................................................134

6.1.6外部輸入/輸出信號(hào)顯示...................................................................................135

2

CONTENTS

目錄

6.2參數(shù)設(shè)置.........................................................................................................................137

6.2.1基本設(shè)置參數(shù)（No.PA□□）.........................................................................137

6.2.2增益濾波器參數(shù)（No.PB□□）......................................................................139

6.2.3擴(kuò)展設(shè)置參數(shù)（No.PC□□）..........................................................................140

6.2.4輸入/輸出設(shè)置參數(shù)（No.PD□□）................................................................142

6.3驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試.................................................................................................................145

6.4故障與報(bào)警處理.............................................................................................................146

6.4.1報(bào)警、警告一覽表............................................................................................146

6.4.2報(bào)警的處理方法................................................................................................148

6.4.3警告處理方法....................................................................................................153

項(xiàng)目7伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用............................................................................................155

7.1伺服移位角控制.............................................................................................................155

7.2定位機(jī)械手控制.............................................................................................................159

7.3定位跟蹤控制.................................................................................................................165

7.4單軸伺服跟蹤控制.........................................................................................................170

3

項(xiàng)目1緒論

交流伺服控制對(duì)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、電氣技術(shù)、電力系統(tǒng)及自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電機(jī)

電器與控制等專業(yè)既是一門(mén)基礎(chǔ)技術(shù)，又是一門(mén)專業(yè)技術(shù)。它結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，解決各種復(fù)雜

定位控制問(wèn)題，如機(jī)器人軌跡控制、數(shù)控機(jī)床位置控制等。它是一門(mén)機(jī)械、電力電子、控制

和信息技術(shù)相結(jié)合的交叉學(xué)科。

1.1伺服控制系統(tǒng)概述

伺服控制系統(tǒng)是用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)，又稱隨動(dòng)系統(tǒng)。在很

多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋

控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角）。伺服系

統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒(méi)有原則上的區(qū)別。

例如，防空雷達(dá)控制就是一個(gè)典型的伺服控制過(guò)程，它是以空中的目標(biāo)為輸入指令要

求，雷達(dá)天線要一直跟蹤目標(biāo)，為地面炮臺(tái)提供目標(biāo)方位；加工中心的機(jī)械制造過(guò)程也是

伺服控制過(guò)程，位移傳感器不斷地將刀具進(jìn)給的位移傳送給計(jì)算機(jī)，通過(guò)與加工位置目標(biāo)

比較，計(jì)算機(jī)輸出繼續(xù)加工或停止加工的控制信號(hào)。絕大部分機(jī)電一體化系統(tǒng)都具有伺服

功能，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的伺服控制是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)而提供控制和動(dòng)力

的重要環(huán)節(jié)。

伺服控制系統(tǒng)最初用于船舶的自動(dòng)駕駛、火炮控制和指揮儀中，后來(lái)逐漸推廣到很多領(lǐng)

域，特別是自動(dòng)車床、天線位置控制、導(dǎo)彈和飛船的制導(dǎo)等。采用伺服系統(tǒng)主要是為了達(dá)到

下面幾個(gè)目的：

①以小功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載?；鹋诳刂坪痛婵刂凭褪堑湫偷睦?。

②在沒(méi)有機(jī)械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠(yuǎn)處的輸出軸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距同步傳動(dòng)。

③使輸出機(jī)械位移精確地跟蹤電信號(hào)，如記錄和指示儀表等。

衡量伺服控制系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)有頻帶寬度和精度。頻帶寬度簡(jiǎn)稱帶寬，由系統(tǒng)頻

率響應(yīng)特性來(lái)規(guī)定，反映伺服系統(tǒng)跟蹤的快速性。帶寬越寬，快速性越好。伺服系統(tǒng)的帶

寬主要受控制對(duì)象和執(zhí)行機(jī)構(gòu)慣性的限制。慣性越大，帶寬越窄。一般伺服系統(tǒng)的帶寬小

于15Hz，大型設(shè)備伺服系統(tǒng)的帶寬則在2Hz以下。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于發(fā)展了

力矩電動(dòng)機(jī)及高靈敏度測(cè)速機(jī)，使伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了直接驅(qū)動(dòng)，革除或減小了齒隙和彈性變

形等非線性因素，使帶寬達(dá)到50Hz，并成功應(yīng)用在遠(yuǎn)程導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、精密指揮儀等場(chǎng)

所。伺服系統(tǒng)的精度主要決定于所用的測(cè)量元件的精度。因此，在伺服系統(tǒng)中必須采用高

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

精度的測(cè)量元件，如精密電位器、自整角機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器等。此外，也可采取附加措施來(lái)

提高系統(tǒng)的精度，例如將測(cè)量元件（如自整角機(jī)）的測(cè)量軸，通過(guò)減速器與轉(zhuǎn)軸相連，使

轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角得到放大來(lái)提高相對(duì)測(cè)量精度。采用這種方案的伺服系統(tǒng)稱為精測(cè)粗測(cè)系統(tǒng)，

或雙通道系統(tǒng)。通過(guò)減速器與轉(zhuǎn)軸嚙合的測(cè)角線路稱為精讀數(shù)通道；直接取自轉(zhuǎn)軸的測(cè)角

線路稱為粗讀數(shù)通道。

1.2伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與典型產(chǎn)品

1.2.1伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

機(jī)電一體化的伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型繁多,但從自動(dòng)控制理論的角度來(lái)分析，伺服系統(tǒng)

一般包括調(diào)節(jié)元件、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。伺服系統(tǒng)組成原

理框圖如圖1-1所示。

圖1-1伺服系統(tǒng)組成原理框圖

1．調(diào)節(jié)元件

控制器通常是計(jì)算機(jī)或PID控制電路，其主要任務(wù)是對(duì)比較元件輸出的偏差信號(hào)進(jìn)行變

換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動(dòng)作。

2．執(zhí)行環(huán)節(jié)

執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用是按控制信號(hào)的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)被

控對(duì)象工作。機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電動(dòng)機(jī)或液壓、氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)等。

3．被控對(duì)象

機(jī)械參數(shù)量包括位移、速度、加速度、力和力矩為被控對(duì)象。

4．檢測(cè)環(huán)節(jié)

檢測(cè)環(huán)節(jié)是指能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳

感器和轉(zhuǎn)換電路。

5．比較環(huán)節(jié)

比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入之間的偏

差信號(hào)的環(huán)節(jié)，通常由專門(mén)的電路或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2.2伺服系統(tǒng)的分類

伺服系統(tǒng)的分類方法很多，常見(jiàn)的分類方法如下：

2

項(xiàng)目1緒論

1．按被控量參數(shù)特性分類

按被控量不同，機(jī)電一體化系統(tǒng)可分為位移、速度、力矩等各種伺服系統(tǒng)。其他系統(tǒng)還

有溫度、濕度、磁場(chǎng)、光等各種參數(shù)的伺服系統(tǒng)。

2．按驅(qū)動(dòng)元件的類型分類

按驅(qū)動(dòng)元件的不同可分為電氣伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)伺服系統(tǒng)。電氣伺服

系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型的不同又可分為直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制伺

服系統(tǒng)。

3．按控制原理分類

按自動(dòng)控制原理，伺服系統(tǒng)又可以分為開(kāi)環(huán)控制伺服系統(tǒng)、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)

控制伺服系統(tǒng)。

開(kāi)環(huán)控制伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于維護(hù)，但由于沒(méi)有檢測(cè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)精度低、

抗干擾能力差。閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)能及時(shí)對(duì)輸出進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)輸出與輸入的偏差，實(shí)時(shí)

調(diào)整執(zhí)行過(guò)程，因此系統(tǒng)精度高，但成本也大幅提高。半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)的檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)

位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間輸出上，因此一定程度上提高了系統(tǒng)的性能。例如，位移控制伺服系統(tǒng)

中，為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，增設(shè)的電動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)和控制就屬于半閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。

1.2.3伺服系統(tǒng)的性能要求

對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求有穩(wěn)定性、精度、快速響應(yīng)性和節(jié)能。

①穩(wěn)定性好：作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或者

在輸入指令信號(hào)作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，在給定輸入或外界干擾作

用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后到達(dá)新的或者恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)。

②精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控

機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.00lmm

之間。

③快速響應(yīng)性好：有兩方面含義，一是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程中，輸出量隨輸入指令信號(hào)變

化的迅速程度；二是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程結(jié)束的迅速程度?？焖夙憫?yīng)性是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的

標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，一方面要求過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短，一般在200ms

以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為滿足超調(diào)要求，要求過(guò)渡過(guò)程的前沿陡，即上升

率要大。

④高效節(jié)能：由于伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)，注塑能夠根據(jù)自身的需要對(duì)供給進(jìn)行快速的調(diào)

整，能夠有效提高注塑機(jī)的電能的利用率，從而達(dá)到高效節(jié)能。

1.2.4伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：

①精確的檢測(cè)裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制。

②有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋

比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種。

3

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

③高性能的伺服電動(dòng)機(jī)：用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻

繁啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中。要求電動(dòng)機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速度

或制動(dòng)力矩。要求伺服電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)有足夠大的輸出力矩且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運(yùn)動(dòng)

部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)。

④寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機(jī)床的位

置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實(shí)

際工作過(guò)程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號(hào)后，再通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)

機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際位移。數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能

的寬調(diào)速系統(tǒng)。

1.2.5伺服放大器的典型產(chǎn)品

1．三菱伺服驅(qū)動(dòng)器（MR-J3-A）

AC伺服原理：

①構(gòu)成伺服機(jī)構(gòu)的元件稱為伺服元件。由驅(qū)動(dòng)放大器（AC放大器）、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)（AC伺

服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)）和檢測(cè)器組成。圖1-2為伺服機(jī)構(gòu)示意圖，圖1-3所示為伺服放大器主回路。

圖1-2伺服機(jī)構(gòu)示意圖

圖1-3伺服放大器主回路

a.整流回路：將交流轉(zhuǎn)變成直流，可分為單向和三相整流橋。平滑電容：對(duì)整流電源進(jìn)

行平滑，減少其脈動(dòng)成分。

b.再生制動(dòng)：所謂再生制動(dòng)就是指電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速高于指令速度時(shí)，產(chǎn)生能量回饋的

現(xiàn)象。再生制動(dòng)回路就是用來(lái)消耗這些回饋能源的裝置。

4

項(xiàng)目1緒論

按照再生制動(dòng)回路的種類，可分為：電容再生方式（小容量：0.4kW以下）、電阻再生

制動(dòng)方式（中容量0.4～11kW）、電源再生方式（大容量11kW以上），其中電阻再生制動(dòng)方

式又可分為內(nèi)置電阻方式、外接電阻方式、外接制動(dòng)單元方式。

c.逆變回路：生成適合電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率、適合負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小的電流、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。逆

變模塊采用IGBT開(kāi)關(guān)元件。

d.動(dòng)態(tài)制動(dòng)器：具有在基極斷路時(shí)，在伺服電動(dòng)機(jī)端子間加上適當(dāng)?shù)碾娮杵鬟M(jìn)行短路消

耗旋轉(zhuǎn)能，使之迅速停轉(zhuǎn)的功能。

②轉(zhuǎn)矩特性：三菱伺服電動(dòng)機(jī)屬于永磁同步電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與電流成正

比，其從低速到高速都可以以恒定轉(zhuǎn)矩運(yùn)轉(zhuǎn)。

負(fù)載率與動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系如圖1-4所示。

圖1-4負(fù)載率與動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系

③編碼器的種類和結(jié)構(gòu)如表1-1所示。

表1-1編碼器的種類和結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目增量編碼器絕對(duì)編碼器

a.輸出相對(duì)值；a.輸出絕對(duì)值；

輸出內(nèi)容

b.針對(duì)旋轉(zhuǎn)角度的變化量輸出脈沖b.輸出旋轉(zhuǎn)角度的絕對(duì)值

停止時(shí)的

接通電源時(shí)需要原點(diǎn)復(fù)位動(dòng)作接通電源時(shí)無(wú)須原點(diǎn)復(fù)位動(dòng)作

應(yīng)對(duì)

價(jià)格結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，價(jià)格低結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格高

結(jié)構(gòu)

5

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

續(xù)表

項(xiàng)目增量編碼器絕對(duì)編碼器

該裝置的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上設(shè)有很多光學(xué)槽，使發(fā)光二極管的光通在電動(dòng)機(jī)軸上安裝絕對(duì)編碼器，即可隨時(shí)檢

補(bǔ)充說(shuō)明過(guò)固定槽，再利用光電二極管檢測(cè)該光束，并將槽的位置轉(zhuǎn)換測(cè)電動(dòng)機(jī)軸的固定位置，由于不需要脈沖計(jì)

為電信號(hào)數(shù)，故接通電源時(shí)無(wú)須原點(diǎn)復(fù)位動(dòng)作

2．三菱伺服驅(qū)動(dòng)器（MR-J2S-A）

（1）性能

①采用高分辨率的編碼器131072/rev(17位）。

②采用高性能的CPU，大大提高了產(chǎn)品的響應(yīng)性（速度環(huán)路頻率響應(yīng)提到550kHz，

MR-J2S系列是高速定位應(yīng)用的最佳裝置）。

③輕松構(gòu)建絕對(duì)值系統(tǒng)（MR-J2S系列所適配的電動(dòng)機(jī)均采用絕對(duì)值編碼器，要在伺服

放大器中安裝一個(gè)電池）。

④模型自適應(yīng)控制/高級(jí)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)諧。

⑤機(jī)械分析功能：輕松實(shí)現(xiàn)抑制機(jī)械振動(dòng)。

⑥增益搜索功能：自動(dòng)找出最佳增益值。

⑦電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)ID識(shí)別。

伺服產(chǎn)品說(shuō)明如圖1-5所示。

圖1-5伺服產(chǎn)品說(shuō)明

伺服放大器型號(hào)說(shuō)明如圖1-6所示。

6

項(xiàng)目1緒論

圖1-6伺服放大器型號(hào)說(shuō)明

電動(dòng)機(jī)型號(hào)說(shuō)明如圖1-7所示。

圖1-7電動(dòng)機(jī)型號(hào)說(shuō)明

（2）控制模式

①位置控制模式。

②速度控制模式。

③轉(zhuǎn)矩控制模式。

④位置/速度控制切換模式。

⑤速度/轉(zhuǎn)矩控制切換模式。

⑥轉(zhuǎn)矩/位置控制切換模式。

3．三菱伺服放大器（MR-J3-B）

MR-J3-B伺服放大器通過(guò)高速同步網(wǎng)絡(luò)與伺服系統(tǒng)控制器連接，并通過(guò)直接讀取定位數(shù)

據(jù)進(jìn)行操作。利用指令模塊的數(shù)據(jù)執(zhí)行伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速/方向控制和高精度定位。與現(xiàn)

SSCNET相比，通過(guò)采用光通信系統(tǒng)，連接MR-J3-B伺服放大器的SSCNET大大提高了通

信速度和噪聲誤差。對(duì)于接線距離，兩極之間的距離最長(zhǎng)可達(dá)50m。為了保護(hù)主電路的功率

晶體管不會(huì)受到快速、加/減速或過(guò)載引起的過(guò)流的影響，伺服放大器具有夾緊（clamping）

7

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

轉(zhuǎn)矩限制電路。此外，轉(zhuǎn)矩限制值可以通過(guò)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。由于新的系列具有USB通信功

能，可以利用安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的伺服設(shè)置軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，試運(yùn)行，狀態(tài)顯示監(jiān)控，

增益調(diào)整等。利用實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)諧，可以根據(jù)機(jī)器自動(dòng)調(diào)整伺服增益。

1.3伺服控制系統(tǒng)在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用

伺服系統(tǒng)雖是近年來(lái)才開(kāi)發(fā)出來(lái)的自動(dòng)化產(chǎn)品，但是無(wú)論從性能上還是從功能應(yīng)用上都

是自動(dòng)化行業(yè)的時(shí)尚先鋒。尤其以伺服系統(tǒng)在機(jī)床上的應(yīng)用更為耀眼。

按機(jī)床中傳動(dòng)機(jī)械的不同將伺服分為進(jìn)給伺服與主軸伺服。

進(jìn)給伺服以數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)為控制對(duì)象，產(chǎn)生機(jī)床的切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為此，要求進(jìn)給

伺服能快速調(diào)節(jié)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)速度，并能精確地進(jìn)行位置控制。

主軸伺服提供加工各類工件所需的切削功率，因此，只需要完成主軸調(diào)速及正反轉(zhuǎn)功能。

但當(dāng)要求機(jī)床有螺紋加工、準(zhǔn)停和恒線速加工等功能時(shí)，對(duì)主軸也提出了相應(yīng)的位置控制要

求。因此，要求其輸出功率大，具有恒轉(zhuǎn)矩段及恒功率段，有準(zhǔn)?？刂?，主軸與進(jìn)給聯(lián)動(dòng)。

與進(jìn)給伺服一樣，主軸伺服經(jīng)歷了從普通三相異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到直流主軸傳動(dòng)。隨著微處理

器技術(shù)和大功率晶體管技術(shù)的進(jìn)展，現(xiàn)在又進(jìn)入了交流主軸伺服系統(tǒng)時(shí)代。

目前，在數(shù)控機(jī)床上使用的伺服控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)主要有：精度高，伺服系統(tǒng)的精度

是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度，包括定位精度和輪廓加工精度；穩(wěn)定性好，穩(wěn)定性

是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原

來(lái)的平衡狀態(tài)，直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度；快速響應(yīng)，它是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品

質(zhì)的重要指標(biāo)，反映了系統(tǒng)的跟蹤精度；調(diào)速范圍寬，其調(diào)速范圍可達(dá)0～30m/min；低速

大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個(gè)速度范圍內(nèi)都要保持這個(gè)轉(zhuǎn)矩，主

軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)為恒功率控制，具

有足夠大的輸出功率。

在機(jī)床進(jìn)給伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系統(tǒng)，有3種類型：模擬形式、數(shù)字

形式和軟件形式。模擬伺服用途單一，只接收模擬信號(hào)，位置控制通常由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)；數(shù)字

伺服可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，如做速度、力矩、位置控制，可接收模擬指令和脈沖指令，各種參數(shù)

均以數(shù)字方式設(shè)置，穩(wěn)定性好，具有較豐富的自診斷、報(bào)警功能；軟件伺服是基于微處理器

的全數(shù)字伺服系統(tǒng)，其將各種控制方式和不同規(guī)格、功率的伺服電動(dòng)機(jī)的監(jiān)控程序以軟件實(shí)

現(xiàn)，使用時(shí)由用戶設(shè)置代碼與相關(guān)的數(shù)據(jù)即自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，配有數(shù)字接口，改變工作方

式、更換電動(dòng)機(jī)規(guī)格時(shí)，只需重設(shè)代碼即可，故又稱萬(wàn)能伺服。

作為機(jī)床工具，尤其是數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，交流伺服運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的系統(tǒng)特性一

直是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標(biāo)。近些年，國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠家都相繼推出了交流伺服運(yùn)動(dòng)控

制的新技術(shù)和新產(chǎn)品，比如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、PCC（可編程

計(jì)算控制）技術(shù)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制卡、DSP（數(shù)字信號(hào)處

理）多軸運(yùn)動(dòng)控制器等。隨著超高速切削、超精密加工、網(wǎng)絡(luò)制造等先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，

具有網(wǎng)絡(luò)接口的全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)、直線電動(dòng)機(jī)及高速電主軸等將成為數(shù)控機(jī)床行業(yè)關(guān)注

8

項(xiàng)目1緒論

的熱點(diǎn)，并成為交流伺服運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的發(fā)展方向。

臥式數(shù)控機(jī)床由CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床）控制器，伺服驅(qū)動(dòng)及電動(dòng)機(jī)、電器柜和數(shù)

控機(jī)床的機(jī)架四部分組成。其工作原理：通過(guò)CNC內(nèi)配置的專用編程軟件，將加工零件的

軌跡用坐標(biāo)的方式表達(dá)出來(lái)，把這些信息轉(zhuǎn)化成能使驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)的帶有功率的信號(hào)(脈沖

串)，控制伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，刀架上配有數(shù)控車刀，通過(guò)按加工

材質(zhì)配置相應(yīng)的刀具，對(duì)固定于主軸上的加工材料進(jìn)行切削，即可加工出相應(yīng)的工件。

1.4伺服控制系統(tǒng)在紡織行業(yè)的應(yīng)用

下面通過(guò)具體的實(shí)物進(jìn)行說(shuō)明。

1．織機(jī)

圖1-8所示為劍桿織機(jī)，圖1-9所示為噴氣織機(jī)，圖1-10所示為毛巾織機(jī)，其控制電路

以PLC（可編程邏輯控制器）為核心，或以單片機(jī)代替。圖1-11為電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)示意圖，

電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)由張力信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理和控制系統(tǒng)、織軸驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。裝在

雙后梁上的壓力傳感器檢測(cè)經(jīng)面張力，PLC檢測(cè)張力反饋信號(hào)，信號(hào)經(jīng)PLC內(nèi)部處理后控制

伺服系統(tǒng)，伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸輪、蝸桿傳動(dòng)至織軸上，控制送經(jīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)恒張力自動(dòng)

控制，保證織軸由大變小的過(guò)程，保持張力均勻。

圖1-8劍桿織機(jī)

圖1-9噴氣織機(jī)

9

伺服系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

圖1-10毛巾織機(jī)

圖1-11電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)示意圖

2．電子卷取機(jī)構(gòu)

電子卷取是根據(jù)織物要求的緯密，通過(guò)觸摸屏輸入織物緯密，由PLC控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

織物定量定速的卷取。采用伺服電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器，由同步帶動(dòng)到卷取傳

動(dòng)軸，通過(guò)錐齒輪變向后，帶動(dòng)刺毛輥傳動(dòng)，對(duì)包覆在輥上的織物進(jìn)行卷取。圖1-12為電子

卷取機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖。

圖1-12電子卷取機(jī)構(gòu)示意圖

3．計(jì)算機(jī)橫機(jī)

全自動(dòng)計(jì)算機(jī)橫機(jī)是針織行業(yè)中技術(shù)含量較高的機(jī)械，它集成了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、電子

驅(qū)動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、針織工藝等技術(shù)為一體，可以編輯非常復(fù)雜的手搖橫機(jī)無(wú)法

完成的衣片組織。伺服應(yīng)用在橫機(jī)已廣泛應(yīng)用。圖1-13所示為計(jì)算機(jī)橫機(jī)。

10

項(xiàng)目1緒論

圖1-13計(jì)算機(jī)橫機(jī)

（1）機(jī)頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)橫機(jī)工作時(shí)是通過(guò)主伺服電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)橫機(jī)機(jī)頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)行編制。在伺服配套

使用的計(jì)算機(jī)橫機(jī)廠家機(jī)頭驅(qū)動(dòng)采用伺服和同步齒形帶驅(qū)動(dòng)，機(jī)頭可以自動(dòng)調(diào)節(jié)行程。一般

伺服到機(jī)頭有兩級(jí)減速傳動(dòng)（65∶45∶25），高低速運(yùn)行時(shí)要求伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)頭平穩(wěn)，無(wú)抖動(dòng)

和振動(dòng)噪聲，機(jī)頭換向也就是伺服電動(dòng)機(jī)在正反轉(zhuǎn)交替時(shí)要平滑無(wú)明顯打頓、強(qiáng)烈抖動(dòng)現(xiàn)象。

目前，選用EDBIKW、1000r/min交流伺服電動(dòng)機(jī)。

（2）針床移位系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)橫機(jī)，針床橫移一般采用伺服/步進(jìn)電動(dòng)機(jī)-滾珠絲桿螺母副傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。搖床電

動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿用同步齒形帶結(jié)，同步帶輪減速比一般為24∶15，編制中需要針床橫移是要

求伺服電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)、精確、快速地響應(yīng)。目前選用EDC750W、3000r/min的伺服電動(dòng)機(jī)。

11

項(xiàng)目2伺服電動(dòng)機(jī)與伺服測(cè)量系統(tǒng)

凡是要定量地描述事物的特征和性質(zhì)的地方，都離不開(kāi)測(cè)量。測(cè)量就是用專門(mén)的技術(shù)工

具靠實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到被測(cè)量的值（大小和正負(fù)），測(cè)量的目的是為了在限定時(shí)間內(nèi)盡可能正確

地收集被測(cè)對(duì)象的未知信息，以便掌握被測(cè)對(duì)象的參數(shù)和對(duì)其運(yùn)動(dòng)、變化過(guò)程的控制。

檢測(cè)系統(tǒng)是控制系統(tǒng)的重要組成部分。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的檢測(cè)系統(tǒng)就是要實(shí)時(shí)地對(duì)被測(cè)

對(duì)象的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（位移、速度、加速度、加加速度和力、扭矩等機(jī)械量）進(jìn)行檢測(cè)和數(shù)據(jù)處

理的系統(tǒng)。

2.1伺服電動(dòng)機(jī)基本原理

20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，

三菱伺服電動(dòng)機(jī)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)產(chǎn)

品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，原來(lái)的直

流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)采用全

數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。

交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展主要優(yōu)點(diǎn)如下：

①無(wú)電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。

②定子繞組散熱比較方便。

③慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。

④適用于高速大轉(zhuǎn)矩工作狀態(tài)。

⑤同功率下有較小的體積和質(zhì)量。

伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電動(dòng)機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)

1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移。因?yàn)樗欧妱?dòng)機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服

電動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電動(dòng)機(jī)接受的脈沖形成了

呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電動(dòng)機(jī)，同時(shí)又收了多少

脈沖回來(lái)。這樣，就能夠很精確地控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確定位，可以達(dá)到0.001mm。

直流伺服電動(dòng)機(jī)分為有刷電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。有刷電動(dòng)機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，

調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換電刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。

因此，它可用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。

交流伺服電動(dòng)機(jī)是無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都

用同步電動(dòng)機(jī)，它的功率范圍大，慣量大，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低，

項(xiàng)目2伺服電動(dòng)機(jī)與伺服測(cè)量系統(tǒng)

因而適合低速平穩(wěn)運(yùn)行。

伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U、V、W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在

此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目

標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電動(dòng)機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。

交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理和單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)無(wú)本質(zhì)上的