Сервомеханизм
В технике управления сервомеханизм , обычно сокращенный до сервопривода , представляет собой автоматическое устройство, которое использует отрицательную обратную связь с обнаружением ошибок для исправления действия механизма. [1] В приложениях с регулируемым перемещением он обычно включает встроенный энкодер или другой механизм обратной связи по положению, чтобы обеспечить достижение желаемого результата на выходе. [2]
Этот термин правильно применяется только к системам, в которых сигналы обратной связи или исправления ошибок помогают управлять механическим положением, скоростью, положением или любыми другими измеряемыми переменными. [3] Например, управление автомобильным стеклоподъемником не является сервомеханизмом, так как отсутствует автоматическая обратная связь, которая управляет положением — оператор делает это, наблюдая. Напротив, круиз-контроль автомобиля использует обратную связь с обратной связью , что классифицирует его как сервомеханизм.
Распространенный тип сервопривода обеспечивает управление положением . Обычно сервоприводы бывают электрические , гидравлические или пневматические . Они работают по принципу отрицательной обратной связи, когда управляющий вход сравнивается с фактическим положением механической системы, измеренным преобразователем определенного типа на выходе. Любая разница между фактическими и желаемыми значениями («сигнал ошибки») усиливается (и преобразуется) и используется для управления системой в направлении, необходимом для уменьшения или устранения ошибки. Эта процедура является одним из широко используемых приложений теории управления . Типичные сервоприводы могут давать вращательный (угловой) или линейный выходной сигнал.
Управление скоростью с помощью регулятора - это еще один тип сервомеханизма. В паровой машине используются механические регуляторы; другим ранним применением было управление скоростью водяных колес . Перед Второй мировой войной винт постоянной скорости был разработан для управления скоростью двигателя маневрирующего самолета. Регуляторы подачи топлива для газотурбинных двигателей используют либо гидромеханическое, либо электронное управление.
Позиционирующие сервомеханизмы впервые были использованы в военном оборудовании управления огнем и морской навигации . Сегодня сервомеханизмы используются в автоматических станках , антеннах спутникового слежения, дистанционно управляемых самолетах, автоматических навигационных системах на лодках и самолетах, в системах управления зенитными орудиями. Другими примерами являются системы дистанционного управления в самолетах , в которых сервоприводы используются для приведения в действие поверхностей управления самолетом, и радиоуправляемые модели, в которых для той же цели используются сервоприводы с дистанционным управлением. Во многих автофокусных камерах также используется сервомеханизм для точного перемещения объектива. Жесткий дискимеет магнитную сервосистему с субмикрометровой точностью позиционирования. В промышленных машинах сервоприводы используются для выполнения сложных движений во многих приложениях.
Серводвигатель — это особый тип двигателя, который в сочетании с поворотным энкодером или потенциометром образует сервомеханизм. Этот узел, в свою очередь, может быть частью другого сервомеханизма. Потенциометр обеспечивает простой аналоговый сигнал для указания положения, в то время как энкодер обеспечивает обратную связь по положению и, как правило, по скорости, что с помощью ПИД-регулятора позволяет более точно контролировать положение и, таким образом, быстрее достигать стабильного положения (для данной мощности двигателя). . Потенциометры подвержены дрейфу при изменении температуры, тогда как энкодеры более стабильны и точны.
Серо-зеленый цилиндр представляет собой двигатель постоянного тока щеточного типа . Черная секция внизу содержит планетарный редуктор , а черный объект в верхней части двигателя — это оптический поворотный энкодер для обратной связи по положению.
1. электродвигатель 2. потенциометр
обратной связи по положению 3. редуктор 4. рычаг привода