伺服電機發展史
<1>從技術發展上看第一個發展階段(20世紀60年代以前),此階段是以步進電動機驅動的液壓伺服馬達或以功率步進電動機直接驅動為中心的時代,伺服系統的位置控制為開環系統。
第二個發展階段(20世紀60-70年代),這一階段是直流伺服電動機的誕生和全盛發展的時代,由于直流電動機具有優良的調速性能,很多高性能驅動裝置采用了直流電動機,伺服系統的位置控制也由開環系統發展成為閉環系統。在數控機床的應用領域,永磁式直流電動機占統治地位,其控制電路簡單,無勵磁損耗,低速性能好。
第三個發展階段(20世紀80年代至今),這一階段是以機電一體化時代作為背景的,由于伺服電動機結構及其永磁材料、控制技術的突破性進展,出現了無刷直流伺服電動機(方波驅動),交流伺服電動機(正弦波驅動)等種種新型電動機。
進入20世紀80年代后,因為微電子技術的快速發展,電路的集成度越來越高,對伺服系統產生了很重要的影響,交流伺服系統的控制方式迅速向微機控制方向發展,并由硬件伺服轉向軟件伺服,智能化的軟件伺服將成為伺服控制的一個發展趨勢。
伺服系統控制器的實現方式在數字控制中也在由硬件方式向著軟件方式發展;在軟件方式中也是從伺服系統的外環向內環、進而向接近電動機環路的更深層發展。
目前,伺服系統的數字控制大都是采用硬件與軟件相結合的控制方式,其中軟件控制方式一般是利用微機實現的。這是因為基于微機實現的數字伺服控制器與模擬伺服控制器相比,具有下列優點:
(1) 能明顯地降低控制器硬件成本。速度更快、功能更新的新一代微處理機不斷涌現,硬件費用會變得很便宜。體積小、重量輕、耗能少是它們的共同優點。
(2) 可顯著改善控制的可靠性。集成電路和大規模集成電路的平均無故障時(MTBF)大大長于分立元件電子電路。
(3) 數字電路溫度漂移小,也不存在參數的影響,穩定性好。
(4) 硬件電路易標準化。在電路集成過程中采用了一些屏蔽措施,可以避免電力電子電路中過大的瞬態電流、電壓引起的電磁干擾問題,因此可靠性比較高。
(5) 采用微處理機的數字控制,使信息的雙向傳遞能力大大增強,容易和上位系統機聯運,可隨時改變控制參數。
(6) 可以設計適合于眾多電力電子系統的統一硬件電路,其中軟件可以模塊化設計,拼裝構成適用于各種應用對象的控制算法;以滿足不同的用途。軟件模塊可以方便地增加、更改、刪減,或者當實際系統變化時****更新。
(7) 提高了信息存貯、監控、診斷以及分級控制的能力,使伺服系統更趨于智能化。
(8) 隨著微機芯片運算速度和存貯器容量的不斷提高,性能優異但算法復雜的控制策略有了實現的基礎。
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