航天公开课执行元件的类别分类思维导图

步进伺服系统是一种用脉冲信号进行控制，并将脉冲信号转换成相应的角位移的控制系统

其角位移与脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率可调节电动机的转速

如果停机后某些绕组仍保持通电状态，则系统还具有自锁能力

此外，步进电动机每转一周都有固定的步数，如500步、1000步、5000步等

从理论上讲其步距误差不会累计

符合系统数字化发展的需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大、移动速度越低

特别是步进伺服系统易于失步，故主要用于速度与精度要求不高的经济型数控机床及旧设备改造中

但近年发展起来的PWM驱动、微步驱动、超微步驱动和混合伺服技术

使步进电动机的高、低频特性得到了很大的提高

特别是随着智能超微步驱动技术的发展，步进伺服系统的性能将提高到一个新的水平

直流伺服系统的工作原理是建立在电磁力定律基础上的，与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量

主磁通与电枢电流，它们分别控制励磁电流与电枢电流，可方便地进行转矩与转速控制

从控制角度看，直流伺服系统的控制是一个单输入、单输出的单变量控制系统

经典控制理论完全适用于这种系统，因此，直流伺服系统控制简单，调速性能优异

在数控机床的进给驱动中曾占据主导地位

从实际运行考虑，直流伺服电动机引入了机械换向装置

其成本高、故障多、维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响可靠性，并对其他设备产生电磁干扰

机械换向器的换向能力限制了电动机的容量和速度

电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低、散热差

为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能

如果将其做“里翻外”的处理，即把电枢绕组装在定子上，转子为永磁部分

由转子轴上的编码器测出磁极位置，就构成了永磁无刷电动机

同时随着矢量控制方法的实用化，使交流伺服系统具有良好的伺服特性

其宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能

使其动、静态特性可完全与直流伺服系统相媲美

同时可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求

模拟伺服、数字伺服和软件伺服。模拟伺服用途单一，只接收模拟信号

数字伺服可实现一机多用，如进行速度、力矩、位置控制

可接收模拟指令和脉冲指令，各种参数均以数字方式设定，稳定性好，具有较丰富的自诊断、报警功能

软件伺服是基于微处理器的全数字伺服系统

它将各种控制方式和不同规格、功率的伺服电动机的监控程序通过软件实现

使用时可由用户设定代码与相关的数据自动进入工作状态

配有数字接口，改变工作方式、更换电动机规格时，只需重设代码即可，故也称为万能伺服