伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

　　伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)等五部分。

　　1、控制器

　　控制器通常是PID控制電路或計(jì)算機(jī)， 控制器主要任務(wù)是對(duì)比較元件輸出的偏差信號(hào)進(jìn)行變換處理，用來(lái)控制執(zhí)行元件按要求動(dòng)作。

　　2、被控對(duì)象

　　被控對(duì)象多指一些機(jī)械參數(shù)量，例如：位移、加速度、力、速度和力矩等。

　　3、執(zhí)行環(huán)節(jié)

　　執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用是按控制信號(hào)的規(guī)則，將輸入的各形式能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象工作。

　　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)所需要量綱的裝置，一般包括傳感器（編碼器）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)。這個(gè)環(huán)節(jié)通常由專門的電路或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

伺服系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　1、伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品

　　1.1伺服電機(jī)

　　按容量將其分為大容量、中容量、小容量、超小容量（MINI型）四種類型。其中，功率在22―55KW之間為大容量型，功率在3.0KW―15KW之間為中容量型，功率在200W―2.0KW之間為小容量型，功率在30W―100W之間為超小容量型。

　　1.2編碼器

　　現(xiàn)在以信號(hào)線數(shù)量是5根的新型的位置編碼器居多，分為絕對(duì)值型和增量型兩種，具有62.5μs的通信周期，12位的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，4 M/s的通信速率，高達(dá)20 bit/rev編碼器分辨率，也就是說(shuō)每轉(zhuǎn)生成100萬(wàn)個(gè)脈沖，有高達(dá)6000 r/min的轉(zhuǎn)速，且僅用16μA電流。

　　除了光電編碼器之外，磁編碼器值得關(guān)注。磁編碼器的重量和體積都比光電編碼器小幾十倍，溫度范圍更寬，幾乎不怕沖擊和振動(dòng)。其工作原理非常簡(jiǎn)單，磁編碼器的定子是一顆內(nèi)嵌霍爾磁敏元件和DSP的芯片，體積可以小到MSOP-24封裝，它的轉(zhuǎn)子是一顆兩極磁鋼。它的分辨率是16位，精度是12位。

　　1.3伺服控制單元

　　伺服控制單元也叫伺服控制器或是伺服驅(qū)動(dòng)器。雖有較低成本、較快的相應(yīng)速度、連續(xù)性較好的特點(diǎn)，但傳統(tǒng)模擬控制會(huì)因?yàn)闇囟壬甙l(fā)生漂移，調(diào)試系統(tǒng)不易掌握，柔性化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)難，無(wú)法完成復(fù)雜的計(jì)算，對(duì)現(xiàn)代控制理論指導(dǎo)下的控制算法無(wú)法實(shí)現(xiàn)等。

　　1.4上位控制

　　從上面的CNC控制器、運(yùn)動(dòng)控制器及可編程控制器（PLC），能連接到底端的CNC控制器、通用輸入/輸出（I/O）控制單元。可控制單軸，在高達(dá)44軸的模式下也可控制，從模擬到網(wǎng)絡(luò)不同類型的信號(hào)可通過(guò)控制器進(jìn)行連接。

伺服系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)及前景展望

　　目前，國(guó)外品牌占據(jù)了中國(guó)交流伺服市場(chǎng)近80%的市場(chǎng)份額，他們來(lái)自日本和歐美。

　　其中，日系產(chǎn)品以擁有約60%的市場(chǎng)份額而雄踞首位，其著名品牌包括松下、日立、發(fā)那科、三菱電機(jī)、安川、三洋、富士等，其產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水準(zhǔn)比較符合中國(guó)用戶的需求，以良好的性能價(jià)格比和較高的可靠性獲得了穩(wěn)定且持續(xù)的客戶源，在中小型OEM市場(chǎng)上尤其具有壟斷優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，日系伺服強(qiáng)化了本地化生產(chǎn)的策略，這在很大程度上進(jìn)一步增加了在價(jià)格和快速交貨方面的籌碼。鑒于以上特性，日系伺服品牌是中國(guó)伺服市場(chǎng)最大的受益者，也是國(guó)產(chǎn)伺服最大的競(jìng)爭(zhēng)者。

　　歐美品牌中，美國(guó)以羅克韋爾、丹那赫、派克等聞名，而德國(guó)則擁有西門子、倫茨、博世力士樂(lè)、施耐德等品牌先鋒。這些歐美品牌在高端設(shè)備和生產(chǎn)線上比較有競(jìng)爭(zhēng)力，此類產(chǎn)品的共同特點(diǎn)是品牌歷史悠久、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全，以全套自動(dòng)化解決方案作為賣點(diǎn)，總的市場(chǎng)占有率大約在15%。最近，為提供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這些高端品牌也在不斷尋找本地合作伙伴，目標(biāo)直指中國(guó)的中低端市場(chǎng)，并不甘心被日本品牌擠壓。因此，歐美品牌雖在產(chǎn)品系列上和國(guó)產(chǎn)品牌有所差別，但其野心也不可被小覷。

　　除日本、歐美伺服品牌外，以東元（TECO）和臺(tái)達(dá)（Delta）為代表的臺(tái)系伺服在大陸市場(chǎng)的推廣也如火如荼，其技術(shù)水平和價(jià)格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)品牌之間，在競(jìng)爭(zhēng)中主要突出性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，對(duì)國(guó)產(chǎn)品牌帶來(lái)了新的競(jìng)爭(zhēng)壓力，市場(chǎng)占有率從幾年前的微不足道提高到大約5%。值得注意的是，這兩個(gè)廠商的目標(biāo)客戶均屬于機(jī)械行業(yè)，這將加劇與同將目標(biāo)市場(chǎng)定位于此的南京埃斯頓等國(guó)產(chǎn)品牌之間的競(jìng)爭(zhēng)。

　　相比之下，國(guó)產(chǎn)伺服品牌起步較晚，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)較大規(guī)模的伺服品牌20余家，主要有華中數(shù)控、廣州數(shù)控、南京埃斯頓、和利時(shí)電機(jī)等。其中華中數(shù)控和廣州數(shù)控等主要集中在數(shù)控機(jī)床行業(yè)；南京埃斯頓則以自主創(chuàng)新伺服技術(shù)為基礎(chǔ)，提供面向機(jī)械裝備全行業(yè)的交流伺服系統(tǒng)產(chǎn)品，以其全系列的產(chǎn)品覆蓋和良好的產(chǎn)品性能在國(guó)內(nèi)交流伺服系統(tǒng)的市場(chǎng)上形成獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前該公司的交流伺服產(chǎn)品已批量使用在數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械、針織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、繞線機(jī)、彈簧機(jī)、彎管機(jī)等多個(gè)機(jī)械裝備領(lǐng)域；和利時(shí)電機(jī)面向整個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)機(jī)械市場(chǎng)提供步進(jìn)、無(wú)刷、伺服等系列產(chǎn)品，在技術(shù)上和品牌上也有一定優(yōu)勢(shì)。上述品牌雖各具特色，但市場(chǎng)占有率加起來(lái)也僅僅在5%左右，在與洋品牌的對(duì)抗中，國(guó)產(chǎn)品牌雖奮起直追，但畢竟因?qū)嵙沂舛幱谙嘛L(fēng)。