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第十章 伺服控制系统本章概述　伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。在数控机床中，伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置控制系统。伺服系统接受来自CNC装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴有的带动工作台，有的带动刀架，通过及个坐标轴的综合联动，使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。　进给伺服系统是数控装置和机床机械传部件间的联系环节，是数控机床的重要组成部分。它包括机械、电子、电机（早期产品还包括液压）等各种部件，并涉及到强电与弱电控制，是一个比较复杂的控制系统。要使它成为一个既能使各部件互相配合协调工作，又能满足相当高的技术性能指标的控制系统，的确是一个相当复杂的任务。再现有技术条件下，CNC装置的性能已相当优异，并正在迅速向更高水平发展，而数控机床的最高运动速度、跟踪及定位精度、加工表面质量、生产率及工作可靠性等技术指标，往往又主要决定于伺服系统的动态和静态性能。数控机床的故障也主要出现在伺服系统上。可见提高伺服系统的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。本章要点　了解位置控制系统的概况、基本要求、特点和系统组成。　掌握步进电动机环形分配器的基本原理及其硬、软件的实现方法；　掌握步进电动机不同类型的驱动电路及其优缺点。目录：　/jdkz/jdkz/chap10/10_1.htm10.1 概述　　10.1.1 伺服系统的组成及工作原理　/jdkz/jdkz/chap10/10_1_2.htm10.1.2 伺服系统的分类　 /jdkz/jdkz/chap10/10_2.htm10.2 步进电动机位置控制系统　/jdkz/jdkz/chap10/10_2.htm10.2.1 步进电动机的脉冲分配电路　/jdkz/jdkz/chap10/10_2_1.htm10.2.2 步进电动机的功率驱动电路　/jdkz/jdkz/chap10/10_3.htm10.3 伺服系统中的位置检测元件　/jdkz/jdkz/chap10/10_3_1.htm10.3.1 位置检测元件的要求和种类 　/jdkz/jdkz/chap10/10_3_1.htm10.3.2 光电脉冲编码器　/jdkz/jdkz/chap10/10_3_2.htm10.3.3 旋转变压器　/jdkz/jdkz/chap10/10_4.htm10.4 直流伺服系统　　10.4.1 直流伺服系统类型/jdkz/jdkz/chap10/10_4_1.htm　　10.4.2 脉冲比较型直流伺服系统　/jdkz/jdkz/chap10/10_5.htm10.5 交流伺服系统简介 10.1 概述　伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。在数控机床中，伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置控制系统。伺服系统接受来自CNC装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴有的带动工作台，有的带动刀架，通过及个坐标轴的综合联动，使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。　进给伺服系统是数控装置和机床机械传部件间的联系环节，是数控机床的重要组成部分。它包括机械、电子、电机（早期产品还包括液压）等各种部件，并涉及到强电与弱电控制，是一个比较复杂的控制系统。要使它成为一个既能使各部件互相配合协调工作，又能满足相当高的技术性能指标的控制系统，的确是一个相当复杂的任务。再现有技术条件下，CNC装置的性能已相当优异，并正在迅速向更高水平发展，而数控机床的最高运动速度、跟踪及定位精度、加工表面质量、生产率及工作可靠性等技术指标，往往又主要决定于伺服系统的动态和静态性能。数控机床的故障也主要出现在伺服系统上。可见提高伺服系统的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。 10.1.1 伺服系统的组成及工作原理　伺服电机又称执行电机，它时控制电机的一个种类。伺服电机可以把输入的电压信号变换成为轴上的角唯一和角速度输出。　在控制系统中，伺服系统时一种十分广泛应用的系统，伺服电机在系统中的用作执行元件的。根据被控对象的不同，由伺服电机组成的伺服系统一般有三种基本控制方式，即位置、速度、力矩控制方式。通常位置和速度控制用得比较多。　在伺服系统中，控制电路十分关键，它直接影响到系统的性能品质。 10.1.2 伺服系统的分类按调节理论分类1.开环伺服系统　开环伺服系统即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。这两种驱动元件的工作原理的实质是数字脉冲到角度位移的变换，它不用位置检测元件实现定位，而是靠驱动装置本身，转过的角度正比与指令脉冲的