Mikä on servojärjestelmä ja mistä osista se koostuu?

Mikä on servojärjestelmä?

Servomekanismi, joka tunnetaan myös nimellä servojärjestelmä, on takaisinkytkentäohjausjärjestelmä, jota käytetään tietyn prosessin tarkkaan seuraamiseen tai toistamiseen.

Servojärjestelmä on automaattinen ohjausjärjestelmä, joka mahdollistaa kohteen sijainnin, suunnan, tilan jne. lähtöohjatun määrän seuraamisen tulokohteen (tai annetun arvon) mielivaltaista muutosta. Sen päätehtävänä on vahvistaa, muuntaa ja säätää tehoa ohjauskomennon vaatimusten mukaisesti siten, että käyttölaitteen vääntömomentin, nopeuden ja asennon ohjaus on erittäin joustava ja kätevä.

Monissa tapauksissa servojärjestelmä viittaa nimenomaan takaisinkytkennän ohjausjärjestelmään, jossa ohjattavana suurena (järjestelmän ulostulona) on mekaaninen siirtymä tai siirtymänopeus, kiihtyvyys ja sen tehtävänä on saada ulostulon mekaaninen siirtymä (tai kiertokulma) seuraamaan tarkasti tulosiirtymää (tai kääntökulmaa), sen rakenne ei periaatteessa eroa muista takaisinkytkennän ohjausjärjestelmistä. Servojärjestelmää käytettiin alun perin maanpuolustusteollisuudessa, kuten tykistöjen ohjauksessa, laivojen ja lentokoneiden automaattisessa ohjauksessa sekä ohjusten laukaisussa. Myöhemmin se laajennettiin vähitellen monille kansantalouden sektoreille, kuten automaattisiin työstökoneisiin, langattomaan seurantaohjaukseen jne. 

Servojärjestelmän rakenne

Mekatroniikan servoohjausjärjestelmiä on erilaisia ​​rakenteita ja tyyppejä, mutta automaattisen ohjausteorian näkökulmasta servoohjausjärjestelmät sisältävät yleensä viisi osaa: ohjain, ohjattu objekti, suorituslinkki, tunnistuslinkki ja vertailulinkki. Seuraavassa kuvassa on servojärjestelmän periaatelohkokaavio.

1. Vertailulinkki

Vertailulinkki on linkki, joka vertaa tulokomentosignaalia järjestelmän takaisinkytkentäsignaaliin saadakseen lähdön ja tulon välisen poikkeamasignaalin, ja se toteutetaan yleensä erityisellä piirillä tai tietokoneella.

2. Ohjain

Säädin on yleensä tietokone tai PID-säätöpiiri, ja sen päätehtävänä on muuntaa vertailuelementin ulostulo poikkeamasignaali ohjaamaan toimilaitetta tarpeen mukaan.

3. Toteutuslinkki

Suorituslinkin tehtävänä on muuntaa eri muodot syöttöenergiaa mekaaniseksi energiaksi ohjaussignaalin vaatimusten mukaisesti ohjattavan kohteen ohjaamiseksi toimimaan. Mekatroniikkajärjestelmän toimeenpanokomponentit viittaavat yleensä erilaisiin moottoreihin tai hydraulisiin ja pneumaattisiin servomekanismeihin.

4. Syytetty

5. Testauslinkki

Tunnistuslinkillä tarkoitetaan laitetta, joka voi mitata lähdön ja muuntaa sen vertailulinkin vaatimaan mittaan, joka yleensä sisältää anturin ja muunnospiirin.