国内、外伺服控制器的制造水平大体上体现在:硬件方案、核心控制算法以及应用软件功能[2]。
市场上的高端产品一般都具有高性能、高价格、全套自动化等特点。其中日本的品牌以其良好的性价比和较高的可靠性在国内几乎占据了近一半的市场,尤其是在中小型市场中具有垄断优势[29]。而对生产线、高端产品来说,欧美品牌具有较雄厚的实力。2000年以前,国产伺服产品普遍处于“小作坊”状态,各方面与其他第一世界国家相比有一定的差距,而且技术水平尚在发展中,可靠性有待提高,很难满足工业上的需要。近些年来,国内伺服产业发展非常迅速,现在已经涌现出大批知名的自主品牌(比如南京埃斯顿公司研制的五轴联动数控机床“高速、高精度交流伺服系统”——ProNet系列产品就是我们国产高档伺服产品),在这种情况下,欧美产品一手遮天的局面早已被打破。66195
国内的伺服控制器基本上采用和国外产品差不多性能的硬件平台。那么国内外伺服控制器的差距体现在什么方面呢?主要是在控制算法及二次开发平台的易用性上,特别是在掌握全数字化高性能伺服驱动技术这一块,我们的发展水平仍然相对落后,这已经成为我国开发高性能数控伺服系统关键产业的“软肋”。对于国外伺服控制器,其卓越的升级功能、良好的软件开发环境,降低了对开发人员的技术要求,这在一定程度上促进了产品的市场推广,同时提供多种多样的通讯接口,以便与其他设备可以方便快捷地交互数据,相比国内产品,其人性化程度较高。
进入二十一世纪后,我国非常重视自主创新,创新是国家兴旺发达的动力,只要坚持不断创新,我国的生产力水平一定会更上一个台阶。在国家的大力推动下,我国的伺服控制系统取得了空前巨大的进步。国内企业和研究院、所更加坚定坚决了自主创新的能力和信心,相信在不久的将来我们一定会看到有更多国内优秀品牌成为控制器业的主力军。
目前,市面上有很多PID控制及其控制器包括智能PID控制器(仪表),实际工程中,这些产品也得到了十分广泛的应用,各大知名公司都开发了智能调节器(控制器),这些智能调节器一般都具有PID控制器参数的自动调整作用。这是通过智能化调整或者自校正、自适应算法来实现的[6]。包括利用PID控制实现的流量、压力、液位、温度控制器;可以实现PID控制功能的可编程控制器(PLC);可实现PID控制的PC系统等等。
伺服控制系统的发展趋势
伺服系统又被称为随动系统,它是构成自动化体系的基本环节,是由若干元件和部件组成的具有功率放大作用的自动控制系统[1]。按其组成的系统元件的物理性质来分类可分为电气伺服系统、电气-液压伺服系统和电气-气动伺服系统[8]。电气伺服系统又可以分为直流伺服系统、交流伺服系统[7]。四五十年前是直流伺服系统运用最为广泛的年代,由于直流电机系统的优点是显而易见的,比如说消耗能量小、调速范围宽、启动转矩大等,现代伺服控制系统一般要求都相对较高,即使这样,大面积的在系统中使用电机亦非难事。总的说来,以下几个方面可简要说明伺服系统的未来方向:论文网
(1)微型化
现代制造工艺技术随着经济社会的发展而高速进步,伺服控制单元的“身材”也越来越小,进而发展的嵌入式微型伺服控制系统将会发挥巨大作用。曾备受青睐的模拟控制的方式也将逐渐被取代,采用高性能数字信号处理器(DSP)和高速微处理器作为伺服控制的关键点。因为伺服控制方式主要是由软件伺服来实现的,在现代控制理论中,这是造就伺服系统得以实现的里程碑式的一笔。这种嵌入式微型系统拓宽了伺服系统的应用范围,同时也促进了伺服系统朝多元化发展。