计算机伺服系统控制程序设计+程序(2)

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附录B2 初始角度偏差为60°… 50

图1 SKJ-II型数字随动试验箱硬件电路原理图… 52

1 引言

1．1 概述

伺服系统本质上是一种随动系统，就是在自动控制系统中，使输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化。它是伴随控制论、微电子和电力电子等技术的应用而发展起来，最早出现在20世纪初，到20世纪中期，伺服系统的理论与实践均趋于成熟，并得到广泛应用。

然而伺服产品在我国还属于技术含量较高的领域。目前主要应用在机床、工业机器人、硬刷机械、包装机械、塑料机械和纺织机械等行业。20世纪末，国产交流伺服电机及其全数字式伺服驱动基本自主开发成功，然而，由于产业化滞后，产品的应用还依赖进口。从2004年起，我国的伺服控制系统无论是在应用或是在市场研讨方面均渐成关注点。

在所有行业中，机床行业依然是伺服产品用量最多的行业，这种状况在未来几年内将持续。包装是潜力最大的行业市场，中国包装业装备水平与国外水平差距最大，是伺服产品潜力巨大的市场。此外，印刷也是潜力较大的行业。同时，伺服产品在玻璃加工、汽车、医疗设备、通信、安防、仪器和实验装置上也大量使用[1]。

随着社会永无止境地发展，伺服产品在生产和生活中的使用也越来越广泛，人们对伺服系统的要求也越来越高，如更短的过渡时间、更小的超调量和稳态误差等，这些更高的要求需要人们进一步加以研究。

1．2 伺服系统的发展状况

1.2.1 伺服系统的发展史

伺服系统是伴随电的应用而发展起来的，最早出现于20世纪初。伺服系统控制技术的发展，一方面是生产需求的刺激，尤其是军事需求；另一方面也与控制器件、执行机构和功率驱动装置的发展息息相关。1934年第一次提出了伺服机构这个词，1944年第一个伺服系统诞生，第二次世界大战期间对伺服系统提出了大功率、高精度、快速响应等一系列高性能要求，20世纪50—60年代电液伺服发展日趋完善，70年代以来电力电子技术以及新型电机控制技术PWM（脉冲脉宽调制技术）促进了电气伺服系统的发展，目前伺服系统的发展以数字化、集成化、智能化为特征[2]。

电气伺服系统又分为直流伺服系统和交流伺服系统，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域，随着工业技术的发展，两者相互竞争，相互促进。常用的控制直流电动机有以下几种：

第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。

第二，30年代末，出现了发电机-电动机(也称为旋转变流组)，配合使用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能。

第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机、电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。

第四，1957年世界上出现了第一只晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点。从20世纪80年代中后期起，晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机组及水银整流装置，使直流电气传动完成一次大的跃进[3]。

自20世纪80年代以来，随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展，交流伺服控制技术的发展得以极大的迈进，使得先前困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展，交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理。如今约占整个电力拖动容量80%的不变速拖动系统都采用交流电动机，而只占20%的高精度、宽广调速范围的拖动系统采用直流电动机[4]。源:自/751-·论,文'网·www.751com.cn/