Co to jest system serwo i z jakich części się składa?

Co to jest system serwo?

Serwomechanizm, znany również jako układ serwo, to system kontroli ze sprzężeniem zwrotnym używany do dokładnego śledzenia lub odtwarzania określonego procesu.

System serwo to automatyczny system sterowania, który umożliwia kontrolowaną na wyjściu wielkość położenia, orientacji, stanu obiektu itp. podążającą za dowolną zmianą celu wejściowego (lub zadanej wartości). Jego głównym zadaniem jest wzmacnianie, przekształcanie i dostosowywanie mocy zgodnie z wymaganiami polecenia sterującego, tak aby sterowanie momentem, prędkością i położeniem urządzenia napędowego było bardzo elastyczne i wygodne.

W wielu przypadkach układ serwo odnosi się w szczególności do układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, w którym kontrolowaną wielkością (wyjściem układu) jest przemieszczenie mechaniczne lub prędkość przemieszczenia, przyspieszenie, a jego funkcją jest spowodowanie, aby wyjściowe przemieszczenie mechaniczne (lub kąt obrotu) dokładnie śledziło przemieszczenie wejściowe (lub kąt obrotu). Jego struktura w zasadzie nie różni się od innych form systemów sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Układ serwo był początkowo stosowany w przemyśle obronnym państwa, np. w sterowaniu artylerią, automatycznym kierowaniu statkami i samolotami oraz odpalaniu rakiet. Później stopniowo rozszerzano je na wiele sektorów gospodarki narodowej, takich jak automatyczne obrabiarki, bezprzewodowe sterowanie śledzeniem itp. 

Struktura układu serwo

Istnieją różne struktury i typy mechatronicznych systemów sterowania serwo, ale z punktu widzenia teorii automatycznego sterowania systemy sterowania serwo zazwyczaj składają się z pięciu części: sterownika, kontrolowanego obiektu, łącza wykonawczego, łącza detekcyjnego i łącza porównawczego. Poniższy rysunek przedstawia podstawowy schemat blokowy układu serwo.

1. Link porównawczy

Łącze porównawcze to łącze, które porównuje wejściowy sygnał polecenia z sygnałem sprzężenia zwrotnego systemu w celu uzyskania sygnału odchylenia między wyjściem a wejściem i jest zwykle realizowane przez specjalny obwód lub komputer.

2. Kontroler

Sterownikiem jest zazwyczaj komputer lub obwód sterujący PID, a jego głównym zadaniem jest przekształcenie sygnału odchyłki sygnału wyjściowego przez element porównawczy w celu sterowania siłownikiem tak, aby działał zgodnie z wymaganiami.

3. Link do wdrożenia

Zadaniem łącza wykonawczego jest zamiana różnych form energii wejściowej na energię mechaniczną zgodnie z wymaganiami sygnału sterującego w celu doprowadzenia sterowanego obiektu do pracy. Elementy wykonawcze w układzie mechatronicznym odnoszą się ogólnie do różnych silników lub serwomechanizmów hydraulicznych i pneumatycznych.

4. Oskarżony

5. Link testowy

Łącze detekcyjne oznacza urządzenie, które może mierzyć sygnał wyjściowy i przekształcać go na wymiar wymagany przez łącze porównawcze, które zazwyczaj obejmuje czujnik i obwód przetwarzający.