Was ist ein Servosystem und aus welchen Teilen besteht es?

Was ist ein Servosystem?

Der Servomechanismus, auch Servosystem genannt, ist ein Feedback-Steuerungssystem, das dazu dient, einen bestimmten Prozess genau zu verfolgen oder zu reproduzieren.

Das Servosystem ist ein automatisches Steuersystem, das es der ausgangsgesteuerten Größe der Position, Ausrichtung, des Zustands usw. des Objekts ermöglicht, der willkürlichen Änderung des Eingabeziels (oder eines gegebenen Werts) zu folgen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Leistung entsprechend den Anforderungen des Steuerbefehls zu verstärken, umzuwandeln und anzupassen, sodass die Drehmoment-, Geschwindigkeits- und Positionssteuerung des Antriebsgeräts sehr flexibel und komfortabel ist.

In vielen Fällen bezieht sich das Servosystem speziell auf ein Feedback-Steuerungssystem, bei dem die gesteuerte Größe (der Ausgang des Systems) eine mechanische Verschiebung oder Verschiebungsgeschwindigkeit und Beschleunigung ist und dessen Funktion darin besteht, dafür zu sorgen, dass die mechanische Ausgangsverschiebung (oder der Drehwinkel) der Eingangsverschiebung (oder dem Drehwinkel) genau folgt. Seine Struktur unterscheidet sich im Prinzip nicht von anderen Formen von Feedback-Steuerungssystemen. Das Servosystem wurde ursprünglich in der nationalen Verteidigungsindustrie eingesetzt, beispielsweise zur Steuerung von Artillerie, zum automatischen Antrieb von Schiffen und Flugzeugen sowie zum Abschuss von Raketen. Später wurde es schrittweise auf viele Bereiche der Volkswirtschaft ausgeweitet, beispielsweise auf automatische Werkzeugmaschinen, drahtlose Spursteuerung usw. 

Der Aufbau des Servosystems

Es gibt verschiedene Strukturen und Typen von mechatronischen Servosteuerungssystemen, aber aus der Perspektive der automatischen Steuerungstheorie bestehen Servosteuerungssysteme im Allgemeinen aus fünf Teilen: Controller, gesteuertes Objekt, Ausführungsverbindung, Erkennungsverbindung und Vergleichsverbindung. Die folgende Abbildung zeigt das Prinzipblockdiagramm des Servosystems.

1. Vergleichslink

Die Vergleichsverbindung ist die Verbindung, die das Eingangsbefehlssignal mit dem Rückkopplungssignal des Systems vergleicht, um das Abweichungssignal zwischen dem Ausgang und dem Eingang zu erhalten, und wird normalerweise durch eine spezielle Schaltung oder einen speziellen Computer implementiert.

2. Controller

Bei dem Regler handelt es sich in der Regel um einen Computer oder einen PID-Regelkreis. Seine Hauptaufgabe besteht darin, das vom Vergleichselement ausgegebene Abweichungssignal umzuwandeln, um den Aktuator so zu steuern, dass er sich wie erforderlich verhält.

3. Implementierungslink

Die Funktion der Ausführungsverbindung besteht darin, verschiedene Formen der Eingangsenergie entsprechend den Anforderungen des Steuersignals in mechanische Energie umzuwandeln, um das gesteuerte Objekt zum Arbeiten zu bewegen. Bei den ausführenden Komponenten im mechatronischen System handelt es sich im Allgemeinen um verschiedene Motoren oder hydraulische und pneumatische Servomechanismen.

4. Der Angeklagte

5. Testlink

Die Erkennungsverbindung bezieht sich auf ein Gerät, das die Ausgabe messen und in die von der Vergleichsverbindung benötigte Dimension umwandeln kann, die im Allgemeinen einen Sensor und eine Umwandlungsschaltung umfasst.