（南京工業(yè)大學運動控制研究所，江蘇 南京 210009） 舒志兵，董 科，章 杰，盧宗春，湯世松
                         
    舒志兵 （1965-）男，南京工業(yè)大學自動化學院運動控制研究所所長，中國人工智能學會智能檢測與運動控制專業(yè)委員會秘書長。長期從事測控技術(shù)、運動控制、傳感器技術(shù)、電力電子技術(shù)及電氣控制系統(tǒng)研究，主要研究方向為機器人、非線性多變量控制、變頻調(diào)速、交直流傳動、伺服運動控制、DSP技術(shù)、現(xiàn)場總線、數(shù)控系統(tǒng)及其機電一體化系統(tǒng)等。

    摘要：現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)對自動化、自動控制、電氣技術(shù)、電力系統(tǒng)及自動化、機電一體化、電機電器與控制等專業(yè)既是一門基礎技術(shù)，又是一門專業(yè)技術(shù)，因為它不僅分析各種基本的變換電路，而且結(jié)合生產(chǎn)實際，解決各種復雜定位控制問題，如機器人控制，數(shù)控機床等。本文研究的內(nèi)容，就是現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)及其工業(yè)柔性制造系統(tǒng)的構(gòu)成與應用，該項目研究目標是構(gòu)成一個三維伺服控制系統(tǒng)，通過微機編程，可進行三個自由度的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)高速（3000r/min）、高精度（16384P/R）、低震動等伺服特性，該技術(shù)代表21世紀最新調(diào)速及伺服傳動控制，可應用于機器人控制、柔性制造業(yè)等領域， 具有節(jié)約能源，提高勞動生產(chǎn)率的重要意義，必將在21世紀的機械加工自動化領域開創(chuàng)一個嶄新的時代。

    關鍵詞：交流伺服；數(shù)控加工；伺服電機

    Abstract: Modern A.C. servo system is a basic as well as special technique for automatic control, electrical engineering, electric power system and automation, mechanical and electrical system, motor control and so on. As it not only analyzes various basic converter circuits, but also resolves various special location problems, such as robot control, numerically-controlled device problems. In this paper, the principles and methods of a modern A.C. servo system were presented and researched. The target is to build 3-dimension servo control system and realize free coordinate control by microcomputers.It has high performances of rapid control response and machining precision. It represents 21th century technique in motor speed control and servo system. It can be used in motor drive control, robot control and flexible manufacture.

    Key words: Servo; Numerically-controlled machine; Servo motor

    1 機電一體化及其機床電氣控制技術(shù)的發(fā)展概況

    現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平、產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效益等各項指標，在很大程度上取決于生產(chǎn)設備的先進性和電氣自動化程度。機電一體化技術(shù)是隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而迅速發(fā)展的。在控制方法上主要是從手動到自動；在控制功能上，是從簡單到復雜；在操作上，是由笨重到輕巧。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現(xiàn)，又為電氣控制技術(shù)的發(fā)展開拓了新的途徑。

    傳統(tǒng)的機床電氣控制是繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關等組成，實現(xiàn)對機床的啟動、停車、有極調(diào)速等控制。繼電器接觸式控制系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、抗干擾強、價格低，因此廣泛應用于各類機床和機械設備。目前，在我國繼電器接觸式控制仍然是機床和其他機械設備最基本的電氣控制形式之一。

    在實際生產(chǎn)中，由于大量存在一些用開關量控制的簡單的程序控制過程，而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電器接觸式控制系統(tǒng)常不能滿足這種要求，因此曾出現(xiàn)了繼電器接觸控制和電子技術(shù)相結(jié)合的控制裝置，叫做順序控制器。

    它能夠根據(jù)生產(chǎn)的需要改變控制程序，而又遠比電子計算機結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大，功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機技術(shù)的發(fā)展及應用，上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化，在上世紀70年代出現(xiàn)了將計算機的存儲技術(shù)引入順序控制器，產(chǎn)生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器（PLC），它兼?zhèn)淞擞嬎銠C控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點，故目前在世界各國已作為一種標準化通用裝置普遍應用于工業(yè)控制。

    為解決占機械總加工量80％左右的單件和小批量生產(chǎn)的自動化的難題，上世紀50年代出現(xiàn)了數(shù)控機床。它綜合應用了電子技術(shù)、計算機技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制和機床結(jié)構(gòu)設計等各個技術(shù)領域的最新技術(shù)成就，它是典型的機電一體化產(chǎn)品。

    數(shù)控機床經(jīng)過60年來的發(fā)展，品種日益增多，性能不斷完善，其中以輪廓控制的數(shù)控機床和帶有自動換刀裝置和工作臺能自動轉(zhuǎn)位的數(shù)控加工中心發(fā)展更為迅速。數(shù)控機床由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等部分組成，其中伺服系統(tǒng)的性能是決定數(shù)控機床加工精度和生產(chǎn)率的主要因素之一。在數(shù)控機床中使用永磁無刷伺服電機代替步進電機做進給已經(jīng)成為標準，部分高端產(chǎn)品開始采用永磁交流直線伺服系統(tǒng)。在主軸傳動中采用高速永磁交流伺服取代異步變頻驅(qū)動來提高效率和速度也成為熱點。90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)應用新一代高速數(shù)控機床，高速電主軸單元轉(zhuǎn)數(shù)在30000r pm～100000rpm，工作臺的進給速度在分辨率為1μm時達到100m/min，甚至200m/min以上, 在分辨率為0.1μs時，在24m/min以上。當今數(shù)控機床突出高速、高精、高動態(tài)、高剛性的特點，對位置系統(tǒng)的要求包括：定位速度和輪廓切削進給速度；定位精度和輪廓切削精度；精加工的表面粗糙度；在外界干擾下的穩(wěn)定性。這些要求的滿足主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性。我們已經(jīng)看到國產(chǎn)伺服系統(tǒng)比如廣數(shù)的產(chǎn)品在經(jīng)濟型數(shù)控機床上的廣泛應用，但是在中高檔數(shù)控機床上采用國產(chǎn)伺服系統(tǒng)仍然面臨困難，性能是一個重要方面，還有就是穩(wěn)定性和可靠性，或許品牌效應也是難以短時間逾越的障礙。

    2 伺服系統(tǒng)在數(shù)控加工中的作用及組成

    伺服來自英文單詞Se r v o，指系統(tǒng)跟隨外部指令進行人們所期望的運動，運動要素包括位置、速度和力矩。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了從液壓、氣動到電氣的過程，而電氣伺服系統(tǒng)包括伺服電機、反饋裝置和控制器。在20世紀60年代，最早是直流電機作為主要執(zhí)行部件，在70年代以后，交流伺服電機的性價比不斷提高，逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)的主導執(zhí)行電機?？刂破鞯墓δ苁峭瓿伤欧到y(tǒng)的閉環(huán)控制，包括力矩、速度和位置等。我們通常說的伺服驅(qū)動器已經(jīng)包括了控制器的基本功能和功率放大部分。雖然采用功率步進電機直接驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)曾經(jīng)在90年代的所謂經(jīng)濟型數(shù)控領域獲得廣泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。進入21世紀，交流伺服系統(tǒng)越來越成熟，市場呈現(xiàn)快速多元化發(fā)展，國內(nèi)外眾多品牌進入市場競爭。目前交流伺服技術(shù)已成為工業(yè)自動化的支撐性技術(shù)之一。

    在自動控制系統(tǒng)中，把輸出量能夠以一定準確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱為隨動系統(tǒng)。

    伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動裝置和驅(qū)動元件（或稱執(zhí)行元件伺服電機）組成，高性能的伺服系統(tǒng)還有檢測裝置，反饋實際的輸出狀態(tài)。

    數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號，驅(qū)動機床移動部件跟隨指令脈沖運動，并保證動作的快速和準確，這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制，另外還有對主運動的伺服控制，不過控制要求不如前者高。數(shù)控機床的精度和速度等技術(shù)指標往往主要取決于伺服系統(tǒng)。

    在交流伺服系統(tǒng)中，電動機的類型有永磁同步交流伺服電機（PMSM）和感應異步交流伺服電機（IM），其中，永磁同步電機具備十分優(yōu)良的低速性能、可以實現(xiàn)弱磁高速控制，調(diào)速范圍寬廣、動態(tài)特性和效率都很高，已經(jīng)成為伺服系統(tǒng)的主流之選。

    而異步伺服電機雖然結(jié)構(gòu)堅固、制造簡單、價格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率場合得到重視。

    交流伺服系統(tǒng)的性能指標可以從調(diào)速范圍、定位精度、穩(wěn)速精度、動態(tài)響應和運行穩(wěn)定性等方面來衡量。低檔的伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍在1：1000以上，一般的在1：5000～1：10000，高性能的可以達到1：100000以上；定位精度一般都要達到±1個脈沖，穩(wěn)速精度，尤其是低速下的穩(wěn)速精度比如給定1rpm時，一般的在±0.1rpm以內(nèi)，高性能的可以達到±0.01rpm以內(nèi)；動態(tài)響應方面，通常衡量的指標是系統(tǒng)最高響應頻率，即給定最高頻率的正弦速度指令，系統(tǒng)輸出速度波形的相位滯后不超過90度或者幅值不小于50％。進口三菱伺服電機MR－J3系列的響應頻率高達900Hz，而國內(nèi)主流產(chǎn)品的頻率在200～500Hz。運行穩(wěn)定性方面，主要是指系統(tǒng)在電壓波動、負載波動、電機參數(shù)變化、上位控制器輸出特性變化、電磁干擾、以及其他特殊運行條件下，維持穩(wěn)定運行并保證一定的性能指標的能力。這方面國產(chǎn)產(chǎn)品、包括部分臺灣產(chǎn)品和世界先進水平相比差距較大。

    在控制策略上，基于電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型的電壓頻率控制方法和開環(huán)磁通軌跡控制方法都難以達到良好的伺服特性，目前普遍應用的是基于永磁電機動態(tài)解耦數(shù)學模型的矢量控制方法，這是現(xiàn)代伺服系統(tǒng)的核心控制方法。雖然人們?yōu)榱诉M一步提高控制特性和穩(wěn)定性，提出了反饋線性化控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應控制等理論，還有不依賴數(shù)學模型的模糊控制和神經(jīng)元網(wǎng)絡控制方法，但是大多在矢量控制的基礎上附加應用這些控制方法。還有，高性能伺服控制必須依賴高精度的轉(zhuǎn)子位置反饋，人們一直希望取消這個環(huán)節(jié)，發(fā)展了無位置傳感器技術(shù)（Sensorless Control）。至今，在商品化的產(chǎn)品中，采用無位置傳感器技術(shù)只能達到大約1：100的調(diào)速比，可以用在一些低檔的對位置和速度精度要求不高的伺服控制場合中，比如單純追求快速起停和制動的縫紉機伺服控制，這個技術(shù)的高性能化還有很長的路要走。

    3 伺服系統(tǒng)的基本要求和特點

    （1） 對伺服系統(tǒng)的基本要求

    穩(wěn)定性好：穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達新的或者回復到原有的平衡狀態(tài)。

    精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之間。

    快速響應性好：快速響應性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標志之一，即要求跟蹤指令信號的響應要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為了滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。

    （2） 伺服系統(tǒng)的主要特點

    精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制。

    有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測裝置實現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。目前常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較三種。

    高性能的伺服電動機（簡稱伺服電機）：用于高效和復雜型面加工的數(shù)控機床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機械運動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)。
   
    寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控機床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可以看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機，實現(xiàn)實際位移。數(shù)控機床的主運動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。

    4 伺服系統(tǒng)的分類

    伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動元件劃分，有步進式伺服系統(tǒng)、直流電動機（簡稱直流電機）伺服系統(tǒng)、交流電動機（簡稱交流電機）伺服系統(tǒng)。按控制方式劃分，有開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)等，實際上數(shù)控系統(tǒng)也分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種類型，就是與伺服系統(tǒng)這三種方式相關。

    （1） 開環(huán)系統(tǒng)

    圖1是開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成圖，它主要由驅(qū)動電路，執(zhí)行元件和機床三大部分組成。常用的執(zhí)行元件是步進電機，通常稱以步進電機作為執(zhí)行元件的開環(huán)系統(tǒng)為步進式伺服系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，如果是大功率驅(qū)動時，用步進馬達作為執(zhí)行元件。驅(qū)動電路的主要任務是將指令脈沖轉(zhuǎn)化為驅(qū)動執(zhí)行元件所需的信號。
                   
                                       圖1  開環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成圖
    （2） 閉環(huán)系統(tǒng)

    閉環(huán)系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、檢測單元、比較環(huán)節(jié)、驅(qū)動電路和機床五部分組成。其構(gòu)成框圖如圖2所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中，檢測元件將機床移動部件的實際位置檢測出來并轉(zhuǎn)換成電信號反饋給比較環(huán)節(jié)。常見的檢測元件有旋轉(zhuǎn)變壓器、感應同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為半閉環(huán)系統(tǒng)；把安裝在工作臺上的檢測元件組成的伺服系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺之間傳動誤差的存在，半閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)伺服系統(tǒng)的精度低一些。
                      
                                          圖2  閉環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成圖
    比較環(huán)節(jié)的作用是將指令信號和反饋信號進行比較，兩者的差值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差，經(jīng)驅(qū)動電路，控制執(zhí)行元件帶動工作臺繼續(xù)移動，直到跟隨誤差為零。根據(jù)進入比較環(huán)節(jié)信號的形式以及反饋檢測方式，閉環(huán)（半閉環(huán)）系統(tǒng)可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比較伺服系統(tǒng)三種。

    由于比較環(huán)節(jié)輸出的信號比較微弱，不足以驅(qū)動執(zhí)行元件，故需對其進行放大，驅(qū)動電路正是為此而設置的。

    執(zhí)行元件的作用是根據(jù)控制信號，即來自比較環(huán)節(jié)的跟隨誤差信號，將表示位移量的電信號轉(zhuǎn)化為機械位移。常用的執(zhí)行元件有直流寬調(diào)速電動機、交流電動機等。執(zhí)行元件是伺服系統(tǒng)中必不可少的一部分，驅(qū)動電路是隨執(zhí)行元件的不同而不同的。如圖3所示。
                  
                                     圖4  交流伺服系統(tǒng)的構(gòu)成
    5 伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向

    從最近幾年在德國紐倫堡舉辦的SPS/IPC/Drives展覽上可以看到世界范圍內(nèi)電氣伺服驅(qū)動系統(tǒng)、運動控制和相關軟件的最新情況，其中交流伺服產(chǎn)品的亮點很多，代表了當前的國際水平。

    這里僅僅摘錄幾條，相對應的，國內(nèi)廠商的研發(fā)動向也對比進行說明。

    貝加萊（B&R）工業(yè)自動化公司推出的AcoposMulti驅(qū)動系統(tǒng)采用模塊化的可擴展結(jié)構(gòu)，每個軸模塊可以提供1到2個伺服軸控制，并集成了一個24VDC的輔助電源模塊，為驅(qū)動器、控制器和外圍設備提供了一個到直流總線的鏈接，來獲得開路、短路和過載保護。其他特性包括通過空氣，油或水進行冷卻的模塊化設計，通過一個能量再生系統(tǒng)確保環(huán)境的安全性。在國內(nèi)，我們還沒有看到有廠商進行類似的模塊式設計，并在產(chǎn)品中融入機器安全概念。

    艾爾默（Elmo）公司展出了一系列伺服驅(qū)動器與控制器，包括最新的微型數(shù)字伺服驅(qū)動器Whistle。這些火柴盒大小的驅(qū)動器尺寸雖僅為：5×4.6×1.5cm，但卻能提供0.5 kW的連續(xù)功率（或1kW的峰值功率）。為當今市場上最高功率密度與智能的伺服驅(qū)動器，集成了高性能32位RISC芯片，提供RS232、485，powerlink等帶CAN通訊的驅(qū)動模塊，擁有現(xiàn)場總線通訊控制功能和32位運動指令，包括高級的圓弧插補指令，采用17位絕對值編碼器。

    艾默生控制技術(shù)（Emerson Control Techniques）公司最近展出了Unidrive及其他交、直流驅(qū)動器產(chǎn)品。Unidrive 驅(qū)動器覆蓋功率范圍從0.55~675kW，變換不同的控制軟件可以驅(qū)動異步電機、永磁同步伺服電機和無刷直流電機。額定輸出功率為0.25~11kW 的Varmeca型集成可變速度電機與可變速度驅(qū)動器（VSD），具有閉環(huán)矢量與分布式（Proxdrive）兩個版本。值得注意的是適合在爆燃性氣體中工作的VSD系統(tǒng)（ATEX），而額定輸出功率為 0.55~400kW的FLSD驅(qū)動器，則據(jù)稱能在IIB類或IIC區(qū)1類2分類氣體中工作。相對應的，國內(nèi)伺服驅(qū)動器廠商的產(chǎn)品功率范圍多在10kW以下，而且沒有特殊防護等級的商品化產(chǎn)品面世，這方面國內(nèi)外的差距很大，也是未來國內(nèi)伺服廠商差異化競爭的方向。

    Rockwell Automation公司展出了PowerFlex驅(qū)動技術(shù)。

    PowerFlex的發(fā)展路線圖顯示，將于06~07年出現(xiàn)的“公共工業(yè)協(xié)議（CIP）運動應用協(xié)議”，有望無縫同步在同一系統(tǒng)中運行的多軸伺服與變頻驅(qū)動器中。

    施耐德電氣（Schneider Electric）最近推出的Lexium 05型伺服控制器具有和VFD變頻器一樣外形，目標是低成本應用。

    實際上，利用變頻器的批量生產(chǎn)能力推出低端伺服，已經(jīng)成為一些廠商的競爭手段。該公司旗下的Berger Lahr品牌在其展臺上隨處可見。其智能、集成電機與控制器產(chǎn)品 (Icla) 主要有以下三個電機版本：步進電機、交流伺服電機與三相無刷直流電機。Icla（來源于“集成、閉環(huán)、執(zhí)行器”的首字母縮寫）將電機、位置控制、功率電子與反饋集成在一個緊湊單元中。這種一體化設計的思路在美國的Animatics等公司身上也體現(xiàn)得很明顯，來自德國的AMK公司也有類似的產(chǎn)品。這是真正的機電一體化產(chǎn)品，為設計者帶來了一系列的工程挑戰(zhàn)，包括電磁兼容、熱控制、元器件小型化、特殊的結(jié)構(gòu)設計等。在國內(nèi)，沒有見到有廠商推出自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

    包米勒（Baumul l e r）公司提供的帶集成行星齒輪傳動系的高性能伺服電機，擁有高達98％的效率和很低的噪音；直接驅(qū)動型高力矩伺服電機，可以在100～300rpm范圍內(nèi)輸出13500Nm。在國內(nèi)，我們看到和利時電機公司在其海豚系列低壓無刷伺服電機系列中提供了類似的帶集成行星齒輪減速器的產(chǎn)品，深圳步進也宣稱可以提供帶減速器的步進化伺服電機。在直接驅(qū)動力矩電機市場，成都精密電機廠可以提供定制化的電機組件，但是需要客戶另外加裝反饋裝置和第三方驅(qū)動器。

    安川電機歐洲公司（Yaskawa Electric Europe，YEE）展出了其廣受歡迎的通用Sigma II型伺服電機。YEE的其他進展包括正在開發(fā)中的額定功率0.5~5KW防爆及遵循ATEX標準的交流伺服電機。安川公司的另一項開發(fā)成果是輸出功率高達500KW的高功率伺服電機。該項目的商品化預計將于近期完成。從中我們可以看到國際大廠向?qū)Ｓ没?、大型化伺服發(fā)展的動向。

    在適合運動控制的工業(yè)協(xié)議方面，我們還看到Beckhoff的EtherCAT，B&R的PowerLink，Danaher下面的MEI開發(fā)的SynqNet，Siemens的ProfiNet，還有久負盛名的Sercos已經(jīng)發(fā)展到SercosIII。這些通訊協(xié)議都為多軸實時同步控制提供了可能性，也被一些高端伺服驅(qū)動器集成進去。在國內(nèi)，甚至CAN這樣的中低端總線也沒有變成伺服驅(qū)動器的標準配置，采用高性能實時現(xiàn)場總線的商品化驅(qū)動器還沒有出現(xiàn)。這一方面是因為我們的伺服基本性能還沒有達到相應的水準，另一方面也是因為市場還沒有發(fā)育到這個程度?？上驳氖牵覀円呀?jīng)看到一些單位進行了有益的研發(fā)實踐，一方面消化國外的先進技術(shù)，一方面嘗試推出自己的總線標準。

    總之，隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，要求伺服系統(tǒng)向高精度、高速度、大功率方向發(fā)展。

    充分利用迅速發(fā)展的電子和計算機技術(shù)，采用數(shù)字式伺服系統(tǒng)，利用微機實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制，增強軟件控制功能，排除模擬電路的非線性誤差和調(diào)整誤差以及溫度漂移等因素的影響，這可大大提高伺服系統(tǒng)的性能，并為實現(xiàn)最優(yōu)控制、自適應控制創(chuàng)造條件。

    開發(fā)高精度、快速檢測元件。

    開發(fā)高性能的伺服電機（執(zhí)行元件）。目前交流伺服電機的變速比已達1：10000，使用日益增多。無刷電機因無電刷和換向片零部件，加速性能要比直流伺服電機高兩倍，維護也較方便，常用于高速數(shù)控機床。

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     摘自《自動化博覽》2010年第十一期