伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望

從市場數(shù)據(jù)來看，中國伺服市場規(guī)模依舊保持穩(wěn)步上升趨勢(shì)，國產(chǎn)品牌占比有所提高，伺服驅(qū)動(dòng)多少錢，占比30%左右，但在性能方面距離國際L先水平尚有差距，大部分市場仍然被外資品牌占據(jù)，高D伺服幾乎被壟斷。就技術(shù)而言，高精度、高速度、高頻響、智能化是伺服系統(tǒng)的主題。在基本性能指標(biāo)上，以日系的為例，Z高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到6000rpm，Z大轉(zhuǎn)矩3.5倍，伺服驅(qū)動(dòng)價(jià)格，頻響速度3.1kHz，帶寬的測(cè)試指標(biāo)依照國家的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試來很難達(dá)到。

隨著新器件、新控制器的出現(xiàn)，伺服技術(shù)出現(xiàn)了新的機(jī)遇。首先是寬禁帶功率器件，即硬件底層開關(guān)器件，有了更高開關(guān)頻率，從而得到了更高的空間密度和伺服內(nèi)環(huán)性能理論上限；其次，控制系統(tǒng)的SoC控制芯片有了多核異構(gòu)的突破，運(yùn)算速度更快，實(shí)現(xiàn)并行處理，可以承擔(dān)更強(qiáng)大的算法；第三是包含辨識(shí)、整定、診斷、抗擾等功能在內(nèi)的智能免調(diào)試驅(qū)動(dòng)算法。

伺服驅(qū)動(dòng)器控制原理

運(yùn)動(dòng)伺服一般都是三環(huán)控制系統(tǒng)，從內(nèi)到外依次是電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。伺服的控制方式有3種，分別是位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制。1、轉(zhuǎn)矩控制（電流環(huán)/單環(huán) 控制）：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小?？梢酝ㄟ^即時(shí)的改變模擬量的設(shè)定來改變?cè)O(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。主要應(yīng)用于需要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)矩的場合，在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)算Z小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)Z快。

單環(huán)控制難以滿足伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)要求，一般不采用。2、速度控制（速度環(huán)、電流環(huán)/雙環(huán) 控制）：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制。速度控制包含了速度環(huán)和電流環(huán)。任何模式都必須使用電流環(huán)，伺服驅(qū)動(dòng)多少錢一臺(tái)，電流環(huán)是控制的根本。

3、位置控制（三環(huán)控制）：伺服中Z常用的控制。位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（類似步進(jìn)電機(jī)），也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值（外部模擬量的輸入）。由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

位置控制模式下系統(tǒng)進(jìn)行了所有 3 個(gè)環(huán)的運(yùn)算，此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)算量Z大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度也Z慢。

有關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的定位

首先，從動(dòng)力的維度看，伺服系統(tǒng)是需要去使用來自于設(shè)備系統(tǒng)的電力的。我們現(xiàn)在的伺服驅(qū)動(dòng)主要有兩類接入設(shè)備電力系統(tǒng)的方式：一種是每臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器都有自己的 AC 電源接入端口，可以直接使用設(shè)備的 AC 電源，這類產(chǎn)品我們通常稱為單體獨(dú)立型驅(qū)動(dòng)；還有一種，是伺服系統(tǒng)使用整流單元，把設(shè)備系統(tǒng)的 AC 電源先轉(zhuǎn)變成直流電，然后再通過一條或多條共直流母線，把電力傳送到每一個(gè)伺服軸的逆變驅(qū)動(dòng)單元，這類產(chǎn)品我們通常稱為是共直流母線型的。

再看控制這個(gè)維度。為了按照設(shè)備工藝要求驅(qū)動(dòng)負(fù)載的運(yùn)動(dòng)，天津伺服驅(qū)動(dòng)，伺服產(chǎn)品在工作時(shí)是需要接收來自于設(shè)備控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)指令的。這也主要有兩種形式：一種是早期比較經(jīng)典的以脈沖串或模擬量…等電信號(hào)為介質(zhì)的傳輸方式；另一種則是現(xiàn)在比較流行的基于數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通訊的方式。相應(yīng)的，這兩種方式所對(duì)應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品分別是脈沖/模擬量型和總線型的。由于通訊總線技術(shù)能夠幫助簡化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的線路連接，因此隨著生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度的不斷提高，近年來大家普遍比較愿意去使用這類總線型伺服產(chǎn)品。

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