现代交流伺服系统技术和市场发展综述
（时光科技有限公司华南办事处刘孙亮）
摘要：
本文首先从历史的角度介绍了现代交流伺服系统从电机控制的大家族中脱颖而出的过程，并从技术和市场两个方面展示了当今交流伺服系统的发展状况，重点放在国内外市场、技术、产品和厂商竞争策略的对比上，希望给关心中国交流伺服产业成长的人们一个全景式扫描。
概述
1．历史的角度看电机发展
1800 年伏特发明电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可以分成几
个阶段。从1820 年一直到整个19 世纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞
生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。从20 世纪开始一直到1970 年代，是
电动机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种
电机相继诞生，半导体驱动技术和电子控制概念引入，带来变频驱动的实用化。从1970
年代到20 世纪末期，计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会，随着设计、
评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、
低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。进入21 世纪，
在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约
资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。
永磁无刷直流电机（Brushless DC Motor）就是随着永磁材料技术、半导体技术和控制
技术的发展而出现的一种新型电机。无刷直流电机诞生于20 世纪50 年代，并在60 年
代开始用于宇航事业和军事装备，80 年代以后，出现了价格较低的钕铁硼永磁，研发
重点逐步推广到工业、民用设备和消费电子产业。本质上，无刷直流电机是根据转子位
置反馈信息采用电子换相运行的交流永磁同步电机，与有刷直流电机相比具有一系列优势，近年得到了迅速发展，在许多领域的竞争中不断取代直流电机和异步电动机。进入
90 年代之后，永磁电机向大功率、高功能和微型化发展，出现了单机容量超过1000KW，最高转速超过300000rpm，最低转速低于0.01rpm，最小体积只有0.8x1.2mm 的品种。
实际上，永磁无刷直流电机和本文重点论述的永磁交流伺服电机都属于交流永磁同步电机。按照反电动势波形和驱动电流的波形，可以将永磁同步电机分为方波驱动和正弦波
驱动型，前者就是我们常说的无刷直流电机，后者又称为永磁同步交流伺服电机，主要用于伺服控制的场合。那么，伺服是什么含义呢？伺服控制的基本性能如何衡量呢？
2．交流伺服概念引入、基本性能和控制方法
伺服来自英文单词Servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括
位置、速度和力矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系
统包括伺服电机、反馈装置和控制器。在20 世纪60 年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70 年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺
服系统的主导执行电机。控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。我们通常说的伺服驱动器已经包括了控制器的基本功能和功率放大部分。虽然
采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统曾经在90 年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。进入21 世纪，交流伺服系统越来越成熟，市
场呈现快速多元化发展，国内外众多品牌进入市场竞争。目前交流伺服技术已成为工业自动化的支撑性技术之一。
在交流伺服系统中，电动机的类型有永磁同步交流伺服电机（PMSM）和感应异步交流伺服电机（IM），其中，永磁同步电机具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控
制，调速范围宽广、动态特性和效率都很高，已经成为伺服系统的主流之选。而异步伺服电机虽然结构坚固、制造简单、价格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在大功率场合得到重视。本文讨论的重点将放在永磁同步交流伺服系统上。
交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定
性等方面来衡量。低档的伺服系统调速范围在1：1000 以上，一般的在1：5000～1：10000，高性能的可以达到1：100000 以上；定位精度一般都要达到±1 个脉冲，稳速精度，尤其是低速下的稳速精度比如给定1rpm 时，一般的在±0.1rpm 以内，高性能的可以达到±0.01rpm 以内；动态响应方面，通常衡量的指标是系统最高响应频率，即给定最高频率的正弦速度指令，系统输出速度波形的相位滞后不超过90 度或者幅值不小于50％。进口三菱伺服电机MR－J3 系列的响应频率高达900Hz，而国内主流产品的
频率在200～500Hz。运行稳定性方面，主要是指系统在电压波动、负载波动、电机参
数变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰、以及其他特殊运行条件下，维持稳定运行并保证一定的性能指标的能力。这方面国产产品、包括部分台湾产品和世界先进水平相比差距较大。
在控制策略上，基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁通轨迹控制方法都
难以达到良好的伺服特性，目前普遍应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量控
制方法，这是现代伺服系统的核心控制方法。虽然人们为了进一步提高控制特性和稳定性，提出了反馈线性化控制、滑模变结构控制、自适应控制等理论，还有不依赖数学模
型的模糊控制和神经元网络控制方法，但是大多在矢量控制的基础上附加应用这些控制
方法。还有，高性能伺服控制必须依赖高精度的转子位置反馈，人们一直希望取消这个
环节，发展了无位置传感器技术（Sensorless Control）。至今，在商品化的产品中，采用无位置传感器技术只能达到大约1：100 的调速比，可以用在一些低档的对位置和速度
精度要求不高的伺服控制场合中，比如单纯追求快速起停和制动的缝纫机伺服控制，这
个技术的高性能化还有很长的路要走。
3．交流伺服在我国的发展历史
我国从1970 年代开始跟踪开发交流伺服技术，主要研究力量集中在高等院校和科研单位，以军工、宇航卫星为主要应用方向，不考虑成本因素。主要研究机构是北京机床所、西安微电机研究所、中科院沈阳自动化所等。80 年代之后开始进入工业领域，直到2000 年，国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态，技术水平和可靠性难以满足
工业需要。2000 年之后，随着中国变成世界工厂、制造业的快速发展为交流伺服提供
了越来越大的市场空间，国内几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。目前国内主
要的伺服品牌或厂家有森创（和利时电机）、华中数控、广数、南京埃斯顿、兰州电机
厂等。其中华中数控、广数等主要集中在数控机床领域。
技术状况
1．当前国内外交流伺服产品的水平
交流伺服系统的相关技术，一直随着用户的需求而不断发展。电动机、驱动、传感和控
制技术等关联技术的不断变化、造就了各种各样的配置。就电动机而言，可以采用盘式
电机、无铁芯电机、直线电机、外转子电机等，驱动器可以采用各种功率电子元件，传
感和反馈装置可以是不同精度、性能的编码器、旋变和霍尔元件甚至是无传感器技术，
控制技术从采用单片机开始，一直到采用高性能DSP 和各种可编程模块，以及现代控
制理论的实用化等等。我们从2005 年11 月在德国纽伦堡举办的SPS/IPC/Drives 展览上
可以看到世界范围内电气驱动、运动控制和相关软件的最新情况，其中交流伺服产品的
亮点很多，代表了当前的国际水平。这里仅仅摘录几条，相对应的，国内厂商的研发动
向也对比进行说明。
贝加莱（B&R）工业自动化公司推出的AcoposMulti 驱动系统采用模块化的可扩展
结构，每个轴模块可以提供1 到2 个伺服轴控制，并集成了一个24VDC 的辅助电
源模块，为驱动器、控制器和外围设备提供了一个到直流总线的链接，来获得开路、短路和过载保护。其他特性包括通过空气，油或水进行冷却的模块化设计，通过一
个能量再生系统确保环境的安全性。在国内，我们还没有看到有厂商进行类似的模
块式设计，并在产品中融入机器安全概念。
艾尔默（Elmo）公司展出了一系列伺服驱动器与控制器，包括最新的微型数字伺
服驱动器Whistle。这些火柴盒大小的驱动器尺寸虽仅为：5 x 4.6 x 1.5cm，但却
能提供0.5 kW 的连续功率（或1kW 的峰值功率）。为当今市场上最高功率密度
与智能的伺服驱动器。相对应的，国内只有和利时电机公司推出了类似的智能数字
伺服控制器——蜂鸟系列，该驱动器接受24V～48VDC 输入，可以提供250W 的
连续功率和500W 的峰值功率，尺寸为10x8x2cm，功率密度和Whistle 相比有差
距。但是集成了高性能32 位RISC 芯片，提供RS232、485 串行通讯控制功能和
32 条运动指令，包括高级的圆弧插补指令，采用14 位绝对值磁性编码器。07 年
预计推出带16 位绝对编码器的无刷伺服电机和带CAN 通讯的驱动模块。
艾默生控制技术（Emerson Control Techniques）公司展出了Unidrive 及其他交、直流驱动器产品。Unidrive 驱动器覆盖功率范围从0.55~675 kW，变换不同的控
制软件可以驱动异步电机、永磁同步伺服电机和无刷直流电机。额定输出功率为
0.25~11 kW 的Varmeca 型集成可变速度电机与可变速度驱动器(VSD)，具有闭
环矢量与分布式(Proxdrive) 两个版本。值得注意的是适合在潜在爆燃性气体中工
作的VSD 系统(ATEX)。而额定输出功率为0.55~400 kW 的FLSD 驱动器，则据
称能在IIB 类或IIC 区1 类2 分类气体中工作。相对应的，国内伺服驱动器厂商的
产品功率范围多在10KW 以下，而且没有特殊防护等级的商品化产品面世，这方
面国内外的差距很大，也是未来国内伺服厂商差异化竞争的方向。
Rockwell Automation 公司展出了PowerFlex 驱动技术。PowerFlex 的发展路线图显示，将于2006~07 年出现的“公共工业协议(CIP) 运动应用协议”，有望无缝同
步在同一系统中运行的多轴伺服与变频驱动器中。在适合运动控制的工业协议方
面，我们还看到Beckhoff 的EtherCAT，B&R 的PowerLink, Danaher 下面的MEI
开发的SynqNet，Siemens 的ProfiNet，还有久负盛名的Sercos 已经发展到SercosIII。这些通讯协议都为多轴实时同步控制提供了可能性，也被一些高端伺服
驱动器集成进去。在国内，甚至CAN 这样的中低端总线也没有变成伺服驱动器的
标准配置，采用高性能实时现场总线的商品化驱动器还没有出现。这一方面是因为
我们的伺服基本性能还没有达到相应的水准，另一方面也是因为市场还没有发育到
这个程度。可喜的是，我们已经看到一些单位进行了有益的研发实践，一方面消化
国外的先进技术，一方面尝试推出自己的总线标准。和利时电机预计在自己的下一
代伺服产品中集成多种可选的通讯模块，其中包括CAN、USB、Fireware 和Sercos，还有和利时电机和北航联合开发的CANsmc（用于多轴同步运动控制的总线），
基于蓝牙无线通讯的模块也在研发中。中科院沈阳高档数控研发中心等个别单位也
研发了自己的运动控制总线协议。
施奈德电气（Schneider Electric）这次展出的Lexium 05 型伺服控制器具有和VFD 变频器一样外形，目标是低成本应用。实际上，利用变频器的批量生产能力推出低
端伺服，已经成为一些厂商的竞争手段。该公司旗下的Berger Lahr 品牌在其展台
上随处可见。其智能、集成电机与控制器产品(Icla) 主要有以下三个电机版本：
步进电机、交流伺服电机与三相无刷直流电机。Icla（来源于“集成、闭环、执行器”
的首字母缩写）将电机、位置控制、功率电子与反馈集成在一个紧凑单元中。这种
一体化设计的思路在美国的Animatics 等公司身上也体现得很明显，来自德国的
AMK 公司也有类似的产品。这是真正的机电一体化产品，为设计者带来了一系列
的工程挑战，包括电磁兼容、热控制、元器件小型化、特殊的结构设计等。在国内，
没有见到有厂商推出自主知识产权的产品。
包米勒（Baumuller）公司提供的带集成行星齿轮传动系的高性能伺服电机，拥有
高达98％的效率和很低的噪音；直接驱动型高力矩伺服电机，可以在100～300rpm
范围内输出13500Nm。在国内，我们看到和利时电机公司在其海豚系列低压无刷
伺服电机系列中提供了类似的带集成行星齿轮减速器的产品，深圳步进也宣称可以
提供带减速器的步进化伺服电机。在直接驱动力矩电机市场，成都精密电机厂可以
提供定制化的电机组件，但是需要客户另外加装反馈装置和第三方驱动器。
安川电机欧洲公司（Yaskawa Electric Europe，YEE）展出了其广受欢迎的通用Sigma II 型伺服电机。YEE 的其他进展包括正在开发中的额定功率0.5~5 kW 防爆
及遵循ATEX 标准的交流伺服电机。安川公司的另一项开发成果是输出功率高达
500 kW 的高功率伺服电机。该项目的商品化预计将于2007 年完成。从中我们可
以看到国际大厂向专用化、大型化伺服发展的动向。
2．技术发展方向
现代交流伺服系统，经历了从模拟到数字化的转变，数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制；采用新型功率半导体器件、高性能DSP 加FPGA、以及
伺服专用模块（比如IR 推出的伺服控制专用引擎）也不足为奇。国际厂商伺服产品每5 年就会换代，新的功率器件或模块每2～2.5 年就会更新一次，新的软件算法则日新月
异，总之产品生命周期越来越短。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些最新发展趋势。
i. 高效率化
尽管这方面的工作早就在进行，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率
比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计，也包括驱动系统的高效率
化，包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更
好的冷却方式等。
ii. 直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于
消除了中间传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。直线电机容易改变形状的
特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
iii. 高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器（每转百万脉冲级），更高采样精度和数据位数、速度更快
的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能
等各种现代控制策略，不断将伺服系统的指标提高。
iv. 一体化和集成化
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机（Smart Motor），
有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战（如可靠性）和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
v. 通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下,方便地设置成V/F 控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、
永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
vi. 智能化
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
vii. 网络化和模块化
将现场总线和工业以太网技术、甚至无线网络技术集成到伺服驱动器当中，已经成为欧洲和美国厂商的常用做法。现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准竞争的焦点就是如何适应高性能运动控制对数据传输实时性、可靠性、同步性的要求。随着国内对大规模分布式控制装置的需求上升，高档数控系统的开发成功，网络化数字伺服的开发已经成为当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块、电源模块、再生制动模块、通讯模块之间的组合方式，而且指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用。
viii. 从故障诊断到预测性维护
随着机器安全标准的不断发展，传统的故障诊断和保护技术（问题发生的时候判断原因并采取措施避免故障扩大化）已经落伍，最新的产品嵌入了预测性维护技术，
使得人们可以通过Internet 及时了解重要技术参数的动态趋势，并采取预防性措施。
比如：关注电流的升高，负载变化时评估尖峰电流，外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器，以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。
ix. 专用化和多样化
虽然市场上存在通用化的伺服产品系列，但是为某种特定应用场合专门设计制造的
伺服系统比比皆是。利用磁性材料不同性能、不同形状、不同表面粘接结构（SPM）
和嵌入式永磁（IPM）转子结构的电机出现，分割式铁芯结构工艺在日本的使用使
永磁无刷伺服电机的生产实现了高效率、大批量和自动化，并引起国内厂家的研究。
x. 小型化和大型化
无论是永磁无刷伺服电机还是步进电机都积极向更小的尺寸发展，比如20，28，
35mm 外径；同时也在发展更大功率和尺寸的机种，已经看到500KW 永磁伺服电
机的出现。体现了向两极化发展的倾向。
xi. 其他动向
发热抑制、静音化、清洁技术等。
市场状况
1．欧美和国内市场规模以及基本走势
根据ARC 2001 年的报告，当年全球伺服驱动的市场规模是20.67 亿美元，01 年到06 年的复合增长率在7％以上，预计全球伺服系统的市场规模在2006 年会达到29 亿美金
左右（这个预测包括了交流伺服和步进电机）。现在回过头来看，恐怕已经不止这个数
据，这中间经历了911 等因素造成的02、03 年的市场衰退和04 年之后的恢复性增长。
预计未来几年增长率会有所提高。
国内交流伺服的市场规模2006 年估计在20 亿人民币左右，市场规模近3 年一直保持了大于25％的年复合增长率，在所有自动化产品中当属发展最快之列。而且随着世界制
造业加速向中国转移，国产数控装备在国家政策的扶持下快速向高性能、高附加值发展，国产交流伺服系统的性价比快速提高，交流伺服系统的市场会继续保持快速增长的势
头，预计从2007 到2010 年，年平均增长率会维持在20％以上。但是平均单价也将随
着竞争加剧不断下降，每年大约下降10％。
中国伺服产品的用户区域主要分布在华东、华南和华北，其中华东市场（上海、江浙和
山东）占45％，以广东为主的华南和以京津为主的华北各为15％左右。华中和东北大
约是10％。华东市场是伺服最大的消费市场，而且这个趋势会持续下去。
伺服驱动厂商面临用户和OEM 厂家不断变化的需求的挑战，伺服驱动器的上位机可以
是CNC 系统、通用运动控制器和PLC，还有各种嵌入式控制器，他们必须不断推出多
样化的产品，满足所有运动控制领域的要求。从功率范围上，当前100W～2000W 是主流，大约占整个伺服市场的70％，而10KW 以下的品种占到90％。在转速范围上，大
约50％_______的用户需要3000rpm 以内的电机，另外40％需要3000～6000 转，不到10％的
人需要10000rpm 或以上转速的电机。
分析当前国内用户的购买因素，占前三位的是稳定可靠性、价格和服务。这也说明目前
国内交流伺服市场还处在较低级的阶段，对性能和功能的充分利用没有摆在重要位置。
从长远来看，伺服厂商的关键成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及
市场份额和品牌影响力。
2．国内市场品牌竞争状况：
国内交流伺服市场当前品牌竞争情况和10 多年前的变频器市场非常类似。当时进
口（主要是日本富士和三肯）产品占据了90％以上的市场份额，经过10 年的奋斗，
国产变频器已经占据了中低端市场，在整个市场份额上与进口产品二分天下，并涌
现了利德华福、森兰等一批有实力、也有技术的厂商，其中利德华福在大功率变频
器细分市场上取得绝对的领先优势。
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场85％左右的份额，他们来自日本、德国
和美国，日本品牌有安川、发那克（Fanuc）、三菱电机、松下、三洋、富士等；美
国有罗克维尔（Rockwell Automation）、达那赫（Danaher）、帕克（Parker）等；德
国有西门子（Siemens）、博世力士乐（Bosch Rexroth）、施奈德（Schneider）等。
其中，日本品牌以良好的性能价格比和较高的可靠性占据了超过50％的最大市场
份额，在中小型OEM 市场上尤其具有垄断优势，而且本地化生产的策略进一步增
加了在价格和快速交货方面的筹码；欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争
力，其市场策略是高性能、高价格，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占
有率大约在35％，最近这些高端品牌也不断寻找本地合作伙伴力图打入中低端市
场，并不甘心被日本品牌积压市场空间。
最近2、3 年来自台湾的伺服厂商在国内设厂，并加大了市场推广的力度，主要是
台达和东元，其技术水平和价格水平都居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争
中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的
微不足道提高到大约5％。
中国国内的品牌主要有时光科技、华中数控、广数、兰州电机等，最近出现了南
京埃斯顿、上海鄂尔多斯等厂家，粗略计算，宣称推出交流伺服产品的国产厂家不
下20 个。其中时光科技面向整个自动化产业机械市场提供步进、无刷、伺服等
系列产品，在技术上和品牌上有一定优势；华中数控、广数和兰电等主要集中在数
控机床行业，伴随着这几年数控行业的大发展，他们的出货量也保持了快速增长，
积累了相对较强的实力；国产品牌产品功率范围多在5KW 以内，技术路线上与日
系产品接近，目前总市场占有率在10％左右。
展望未来，随着伺服价格的不断下降、交流伺服的市场接受度不断上升，中低端市
场有非常大的增长空间，因此本土厂商仍将有很大作为；同时台湾、日本厂商也将
在整个市场的扩大中获益，欧美品牌的市场占有率将逐渐下降，但仍将保持很高的
毛利水平。
根据机械工业研究院产业与市场研究所05 年做的市场调查，目前国内市场上覆盖
面最广的10 个品牌分别是：西门子、三菱、安川、兰电、松下、Fanuc、华中数控、ABB，和利时电机和AB(属于Rockwell Automation)。其中西门子和三菱品牌覆盖
率在30％以上，AB 在3.7%，其他品牌均在10～20％之间。调查显示国产企业比
如时光科技、华中数控、兰州电机等企业，经过多年的研发推广，在这个市场中
做的有声有色，在产品覆盖面上占有一席之地，但是国产品牌的客户忠诚度和影响
力明显不如进口品牌。用户选择进口品牌和国产品牌的比例为大约4：1，国产品
牌没有进入用户首选品牌的前5 名。虽然和利时电机和华中数控分列未来需求品牌
的第6 位和第7 位，但是面临日本和台湾产品本地化生产之后日益激烈的竞争，中
小功率通用伺服产品价格持续下降，利润率越来越低。国产品牌不仅在产品的性能、质量与品种上都有所欠缺，在技术储备、生产能力和资本实力上的巨大差距更不是
一两天可以弥补。国产品牌要想突围，除了需要耐心和持续投入之外，还需要在竞
争策略方面走差异化路线。总之，中国品牌厂商同时面临巨大的挑战和发展机会，
任重而道远。
3．交流伺服的行业应用
现代交流伺服系统最早被应用到宇航和军事领域，比如火炮、雷达控制。逐渐进入
到工业领域和民用领域。工业应用主要包括高精度数控机床、机器人和其他广义的
数控机械，比如纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗设备、半导体设备、邮政机械、冶金机械、自动化流水线、各种专用设备等。其中伺服用量最大的行业依次是：
机床、食品包装、纺织、电子半导体、塑料、印刷和橡胶机械，合计超过75％。i. 在数控机床中使用永磁无刷伺服电机代替步进电机做进给已经成为标准，部分
高端产品开始采用永磁交流直线伺服系统。在主轴传动中采用高速永磁交流伺
服取代异步变频驱动来提高效率和速度也成为热点。90 年代以来，欧、美、
日各国争相开发应用新一代高速数控机床，高速电主轴单元转数在
30000rpm～100000rpm，工作台的进给速度在分辨率为1μm 时达到100m/min，甚至200m/min 以上, 在分辨率为0.1μs 时，在24m/min 以上。当今数控机床
突出高速、高精、高动态、高刚性的特点，对位置系统的要求包括：定位速度
和轮廓切削进给速度；定位精度和轮廓切削精度；精加工的表面粗糙度；在外
界干扰下的稳定性。这些要求的满足主要取决于伺服系统的静态、动态特性。
我们已经看到国产伺服系统比如广数的产品在经济型数控机床上的广泛应用，
但是在中高档数控机床上采用国产伺服系统仍然面临困难，性能是一个重要方
面，还有就是稳定性和可靠性，或许品牌效应也是难以短时间逾越的障碍。
ii. 在机器人领域，无刷永磁伺服系统得到大量应用。工业机器人拥有多个自由度，每台工业机器人需要的电机数量在10 台以上。目前世界范围内工业机器人拥
有量超过100 万台，机器人的需求量年增长在30％以上。国际上工业机器人
采用的伺服系统属专用系统，多轴合一，模块化，特殊的散热结构，特殊的控
制方式，对可靠性要求极高。国际机器人巨头都有自己的专属伺服系统配套，
比如安川、松下和ABB，这方面国内差距明显。国产工业机器人厂家仍然在
采用标准的进口交流伺服系统，国产伺服系统想进入工业机器人配套领域，就
更加遥远。不过，我们也看到在一些特殊机器人领域，比如反恐防爆机器人、
矿井救灾机器人等轻便移动机器人，采用了国产基于低压直流供电的微型无刷
伺服系统，比如和利时电机的蜂鸟系列就获得了成功。当然，在更广泛的机器
人领域，需要的不仅仅是交流伺服电机，还包括各种其他微特电机，如直流伺
服电机、直线电机、测速发电机、旋转变压器、力矩电机等。
iii. 纺织行业当前应用伺服的比例很低，但却是未来交流伺服大批量应用的重要行业之一。从90 年代初期至今已经15 年，纺织行业技术进步主要是依靠变频化、PLC 化。只有少量纺织机械采用了高档伺服技术，用于提高精度和效率，目
前已有高档梳棉机、带自调匀整的并条机、新型粗纱机、数控细纱机、分条整
经机、浆纱机、园网印花机等设备应用了交流伺服。无梭织机上已经开始采用
带交流伺服的电子送经和电子卷取，印染设备上也要用到伺服系统。这些设备
每年的伺服用量在2、3 万套左右，且几乎全部是进口产品，如Lenze、Danaher、
Siemens 和Baumuller，还有三菱和松下等。价格是制约交流伺服大面积普及
的主要因素，国产产品虽然在价格上有一定竞争优势，但是性能指标、可靠性
和环境适应性等方面存在欠缺，还需要在品牌塑造、服务、交货期等方面不断
改进。在如下两个方面，我们可以看到国产伺服厂家的成功案例，一个是在工
业缝纫机上，近几年国产伺服控制器逐渐取代台湾和其他进口品牌变成市场主流，凭借低成本的电机、简单的低线数编码器，以及集成控制和驱动，在解决
了批量稳定性之后，象上海鲍麦克斯这样的国内品牌获得了成功。每年数十万
台的产量，这可能是未来几年里，低档伺服最大的市场了。另外一个紧密结合
用户需求进行创新开发的案例，可以举和利时电机开发的络丝机控制系统。“络
丝机”是属于织造前工序的精密工艺设备，将各种天然丝络成各种规格的柱状、
宝塔形、双锥形筒子，供用于染色、整经、针织等后道工序。该公司充分利用
自己在步进、无刷、伺服、运动控制、网络通讯等方面的综合技术，通过和国
内最大纺机集团的密切合作，开发成功了精密络丝机控制系统，其核心是利用
高动态的伺服横动电机以及数字卷绕技术，取代传统的机械传动而实现单锭化
和数字化，每锭之间依靠CAN 总线联系，是无轴技术应用的典范。该产品的
研发成功充分体现了国内厂商的竞争能力，为国产伺服厂商开辟了参与市场竞
争的新路。
iv. 无轴（电子轴）传动技术在印刷机上应用，也是目前全球印刷企业和机械制造
商的焦点。无轴传动就是用多个单独的伺服电机取代传统的机械传动链，伺服
驱动器之间依靠高速现场总线进行联系，通过软件保证各伺服轴对内部的虚拟
数字电子轴保持严格同步。采用无轴传动技术为印刷机的生产制造、为印刷业
服务革命带来了最佳解决方案，目前欧洲50％的凹印机采用了无轴技术，日
本也有30％以上采用。其他采用无轴传动的机械包括卷筒纸印刷机、柔印机、
上光机、烫金机、模切机等各类印刷设备。这一领域最顶级的伺服控制解决方
案提供商是来自德国的博世力士乐、伦茨、日本的住友和奥地利的贝加莱。国
内目前仅有北人和松德等个别厂家进行无轴传动印刷机的开发，部分规格的性
能指标接近国际水平，但是其采用的电子轴传动伺服系统和套准控制系统均来
自日本和欧洲，国内相关伺服厂家还鲜有涉足。国产伺服和控制系统要达到这
个领域的要求，需要顶级的技术水平和对这个行业的透彻理解，看来还有漫长
的路要走。
v. 包装设备上，采用伺服控制可以提高单位时间的产量、提高资源利用率、增加
品种适应性和提高产品质量，因此交流伺服在包装机械上的广泛使用只是时间
问题。采用数字伺服技术的电子齿轮和电子凸轮将代替传统机械部件，随着价
格的下降，成本也逐渐接近纯机械的方案。欧洲有个Elau 公司专门针对包装
机械设计开发数字伺服和运动控制解决方案，在大型连续包装设备方面居于领
先地位，而我国尚没有出现如此专业的解决方案提供商。
vi. 这几年出现的新型电梯曳引机，采用永磁同步伺服电机做无齿轮直接驱动，取
代变频异步驱动，具有更高的控制精度、动态特性、高效率、低噪声，已经成
为国际和国内主要电梯厂的热点产品，促进了电梯产业的革命。国内已有宁波
申菱、沈阳博林特等电梯厂家研制出了自己的曳引机电机产品，配进口矢量控
制变频器或伺服驱动器。
4．国内外市场发展趋势
i. 国际交流伺服市场处于恢复性增长状态，而国内市场在未来3～5 年仍将维持
高速增长。
ii. 国外运动控制厂商通过购并和联盟迅速扩大自己的实力，谋求一站式解决方案
提供商的地位，比如Danaher 自从1995 年以来连续收购了超过40 家运动控制
厂商，包括我们非常熟悉的一些品牌，如Kollmorgen, API, Pacific Scientific, Superior Electric, Dover, NEAT, Thomson, Giddings & Lewis, Warner Motion, InMotion, Bautz, Micron 和Siedel 等。Parker 也按照相同的思路在扩展，最近
的例子是收购了Bayside，而Schneider 收购了Berger Lahr。许多新生的小企
业具备独特的技术或其他核心能力，也会找到属于自己的生存空间，并因此得
到更多投资。
iii. 国际范围内，政府和国际标准的不断发展给伺服产业带来深远影响，比如美国
的能源法案EPactII 对电机系统能效的规定，美国的UL、NEC（NFPA）标准
对安全的规定，欧盟的RoHS、WEEE 和CE 标准对环保和安全的规定等。
iv. 交流伺服系统的市场范围不断扩大，越来越多取代机械传动、液压和气动传动
系统；交流伺服不断取代直流伺服的市场份额，导致直流伺服在整个伺服市场
的占有率从目前的不到15％每年大约下降0.5%；同时交流伺服成本和尺寸不
断缩小，也在蚕食高端步进电机的市场，但是步进电机本身也在不断提高自己
的竞争能力，不断延伸市场空间，因此在收到冲击的同时市场也在扩大，只是
速度可能不如交流伺服这么快而已。
我们相信，在中国交流伺服市场发展的过程中，一定会出现强势的国产品牌，国际厂商也必然从中获益；在诸强博弈中让广大客户受益，最终促进整个行业的成熟。__
永磁交流伺服系统研究背景意义及现状 1研究背景及意义 伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标或给定值任意变化的自动控制系统，是控制理论、电力电子技术、电机技术、微电子技术、检测技术等学科相互发展融合的产物，是自动化学科及工业生产领域重要的分支。在机械制造行业、冶金工业，交通运输以及军事上都得到了广泛的应用。 伺服系统强调对控制命令的快速跟踪和响应，所以伺服控制系统可以认为是随动控制系统，既可以是转速的随动控制，也可以是位置的随动控制。在广义的角度上看，电动机的调速系统也可以认为是伺服控制的一种，只不过在调速系统中，强调的被调量是电动机的转速，更加有效的实现功率变换。而伺服系统则强调忠实跟踪给定信号，即按控制器发出的控制命令而动作，并产生足够的力或力矩，使被驱动的机械获得期望的运动速度和位姿。 伺服系统的发展经历了由液压伺服到电气伺服的过程。在电气伺服系统中，按驱动装置的执行元件电动机类型来分，通常分为直流伺服系统和交流伺服系统两大类。六十年代以后，特别是七十年代以来，随着电力电子学、微电子学、传感技术、永磁技术和控制理论的惊人发展，尤其是先进控制策略的成功应用，交流伺服系统的研究和应用取得了举世瞩目的发展，己具备良好的技术性能，其动、静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美，交流伺服系统取代直流伺服系统己成定局。其中交流永磁同步电机 (PMSM)又以其结构简单、气隙磁密高、功率密度大、转动惯量小的优点，成为研究的热点。和直流电机相比，交流永磁同步电机没有直流电机的换向器和电刷等缺点，和其他类型交流电动机相比，它由于没有励磁电流，因而功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好。现已广泛用于数控机床、工业机器人、超大规模集成电路制造、柔性制造系统、载人宇宙飞船、电动工具以及家用电器等高科技领域。 另一方面，高速数字信号处理芯片(DSP) 的快速发展也对伺服系统的发展起到了推动作用。DSP强大的数据处理能力和高运行速度使得先进的控制技术如矢量控制、直接转矩控制等得以实现。并且DSP芯片内部集成了A/D转换、数字输
开关电源研究背景历史与现状 1研究背景 2开关电源发展历史及现状 1研究背景 21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品 的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开 关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。 2开关电源发展历史及现状 开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为 目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术 制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。 20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电
现代交流伺服系统技术和市场发展综述 （时光科技有限公司华南办事处刘孙亮） 摘要： 本文首先从历史的角度介绍了现代交流伺服系统从电机控制的大家族中脱颖而出的过程，并从技术和市场两个方面展示了当今交流伺服系统的发展状况，重点放在国内外市场、技术、产品和厂商竞争策略的对比上，希望给关心中国交流伺服产业成长的人们一个全景式扫描。 概述 1．历史的角度看电机发展 1800 年伏特发明电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可以分成几 个阶段。从1820 年一直到整个19 世纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞 生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。从20 世纪开始一直到1970 年代，是 电动机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种 电机相继诞生，半导体驱动技术和电子控制概念引入，带来变频驱动的实用化。从1970 年代到20 世纪末期，计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会，随着设计、 评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、 低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。进入21 世纪， 在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约 资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。 永磁无刷直流电机（Brushless DC Motor）就是随着永磁材料技术、半导体技术和控制 技术的发展而出现的一种新型电机。无刷直流电机诞生于20 世纪50 年代，并在60 年 代开始用于宇航事业和军事装备，80 年代以后，出现了价格较低的钕铁硼永磁，研发 重点逐步推广到工业、民用设备和消费电子产业。本质上，无刷直流电机是根据转子位 置反馈信息采用电子换相运行的交流永磁同步电机，与有刷直流电机相比具有一系列优势，近年得到了迅速发展，在许多领域的竞争中不断取代直流电机和异步电动机。进入 90 年代之后，永磁电机向大功率、高功能和微型化发展，出现了单机容量超过1000KW，最高转速超过300000rpm，最低转速低于0.01rpm，最小体积只有0.8x1.2mm 的品种。 实际上，永磁无刷直流电机和本文重点论述的永磁交流伺服电机都属于交流永磁同步电机。按照反电动势波形和驱动电流的波形，可以将永磁同步电机分为方波驱动和正弦波
第一章伺服系统概述 伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地跟随输入量的变化，因此又称之为随动系统或自动跟踪系统。机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。 近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。 目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性制造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。 1.1伺服系统的基本概念 1.1.1伺服系统的定义 “伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行停止。 伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。
1.1.2伺服系统的组成 伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它由检测部分、误差放大部分、部分及被控对象组成。 1.1.3伺服系统性能的基本要求 1）精度高。伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。 2）稳定性好。稳定是指系统在给定输入或外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。 3）快速响应。响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。 4）调速范围宽。调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。 5）低速大转矩。在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。 6）能够频繁的启动、制动以及正反转切换。 1.1.4 伺服系统的种类 伺服系统按照伺服驱动机的不同可分为电气式、液压式和气动式三种；按照功能的不同可分为计量伺服和功率伺服系统，模拟伺服和功率伺服系统，位置
甚高频数据交换系统（VDES）综述 VHF 数据交换系统（VDES）被认为是有效和有效地利用无线电频谱，建立在 AIS 的能力上，并通过系统解决日益增长的数据需求。提供比 AIS 系统更高的数据率的新技术是 VDES 的核心元素。此外，VDES 网络协议对数据通信进行了优化，使每个 VDES 消息都具有较高的接收可信度。VDES 以类似 AIS 的方式增加了数字数据交换的能力，其中包括向地理区域内的船只提供数据(广播)，向特定的船只或在地理区域内的一组船只 (地址)或舰队的船只。 2015 年世界无线电通信大会 WRC - 15 批准了国际电联的 VDES 标准，即ITU‐R .2092‐0 建议。WRC‐19 大会的目标是正式批准 VDE 通道的卫星组件的建议。 一、VDES的发展历程 （2016 年）现存 AIS 是由 ITU 根据R. M.1371‐5 标准基于 AIS 频率所定义的，海岸电台使用 ASM 和 VDE 频率进行 VHF 语音通信； （2017-2018 年）WRC‐15‐AIS+ASM：在 ASM 流量密集区域，迫切需要降低 AIS VDL 的负载。建议引入 4 个频道的 AIS + ASM 设备。这些设备可在 ASM1 和ASM2 频率上
接收和传输 ASM。但是在 2019 年 1 月 1 日以后将使用现有的 GMSK 调制中断它们的传输能力，直到软件升级使他们能够参与到 ASM 频率的调制和介入方案中。需要注意的是，在这段时间内，在许多地区的海岸电台中，ASM 频率将需要与 VHF 语音服务共享资源； （2019 年）WRC‐19 会议将考虑并决定VDE‐SAT。 （2019 年- 2020 年）WRC‐19 会议建立运行能力。请注意，ASM 和 VDE 频率可能仍然需要在许多领域与语音VHF 服务共享。 （2021+）在开发卫星服务时，可以实现包括卫星频率在内的 VDES 完全运行能力。 二、概况 VDES 应提高海上人命安全、航行安全与效率、保护海洋环境、加强海上安全与安全。这些目标将通过有效地利用海事无线电通讯实现，包括下列功能要求： （一）作为AIS 的一种手段 作为无线电通信设备的一种手段，通过船舶与船舶、船舶和岸上的数字数据交换，包括通过 AIS 系统、应用特定信息(ASM)和甚高频数据交换(VDE)。作为 VDES 设备外部应用的一种手段。这些应用程序分别使用 AIS、ASM 或 VDE。
供用电技术的发展现状及前景展望 摘要：现代社会的快速发展也伴随着能源的大量消耗，电力能源就是其中的重 要动力能源之一。相对于传统更多交流供用电技术而言，直流供用电技术能够发 挥更大的效益，避免了无功功率问题的发生，不会造成输电线路中的额外电能损耗，且直流供用电技术使得家庭并网发电的可行性更高，省去了更多的变流装置，系统使用和维护成本相对较低，是目前供电市场中经济实用的绿色供电技术之一。 关键词：直流供用电技术；发展现状；前景展望 1直流供用电技术的含义 直流供用电技术是指通信站提供直流电给用户使用的供电技术。根据具体的 指标规定，一般使用的基础电源是－４８Ｖ直流电源。整套系统的主要组成部 分是整流器、蓄电池、直流变换器和直流配电屏等。蓄电池储蓄足够的电量，使 其能保证在主供电设备出现断电时，蓄电池内的电量可以继续支撑电力的供应。 目前，根据电流供电方式不同，我国的直流供电系统划分成集中供电方式和分散 供电方式两种；又可以根据电源型号的特性，划分成正常式供电和混合式供电。 2直流供用电技术的发展现状 2.1发展现状 现阶段，在工业界以及日本学术界都在一直追捧用直流电方式来给负载以及 用户进行电力提供的技术以及演示系统，特别是在数据中心以及家庭供电场合。 早在 2008 年，日本经济产业省启动了直流生态住宅这一开发项目，为的就是可 以在住宅之中借用直流供电方式来进行直流家用电器的使用，在此项目开发之后，欧盟以及美国也逐渐进行直流供电这一方面内容的研究。2009年，第一届 GBPF 会议在东京展开，在该会议中提出直流供电标准是380VDC，同时针对供电系统 结构，用电设备规格以及电源品质测量等一系列的问题展开了详细地谈论。在之 后的几年中，几乎各国都给予了直流供用电技术的一些相关研究非常高的重视， 同时也取得了一定的成绩。目前，军舰，航空都和自动化系统的直流区域展开了 配电工作，同时直流供用电技术已经逐步趋于成熟，这为直流供用电技术的推广 提供了一定的基础。我国的直流供用电技术研究在 2009 年才开始正式启动，现 在还处于直流供用电研究的起步阶段，近些年我国一直在努力进行高压直流供电 系统技术的研究，国家政府也开始给予能源开发一定的重视，因此更多的直流家 电技术开始获得了比较广泛的应用，因此可以看出直流供用电技术具备有非常广 阔的发展空间。 2.2具体的应用现状 现阶段，人们经常会使用到的一些用电设备包括有电子设备、电动设备、电 热设备以及照明设备这四种，从表面上来看这些设备的电源使用的都是交流电， 但是如果仅仅从内部电路的角度来看，在这些设备的电源输入端大多存在有整流 滤波电路，再经过进一步的转化成为电器需要的直流或者是交流电压，常用的办 公或者是生活用电设备经过改造之后，都可以通过对直流供电技术展开使用来提 供电源，因此在电子设备、电动设备、电热设备以及照明设备中都可以借助整流 滤波将交流电转化成为直流电来推动设备工作。 3直流供用电技术的应用现状及应用实例 3.1直流供用电技术的应用现状 3.1.1照明系统 照明系统主要包括白炽灯、荧光电源以及半导体照明系统三部分。白炽灯可
现代电源技术发展历程概述[精编版] 现代电源技术发展历程 2007-08-23 现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠
性的电源中起关键作用，是现代电力电子技术的具体应用。
当前，电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.1 整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能 是以直流形式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。
交流伺服系统发展现状及其趋势运动控制系统作为电气自动化的一个重要的应用领域，已经被广泛应用于国民经济各个部门。运动控制系统主要研究电动机拖动及机械设备的位移控制问题。交流伺服系统是运动控制系统所研究的重要的一部分，而纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存与各个生产领域，随着工业技术的发展，两者相互竞争，相互促进。 1990年以前，由于技术成本等原因，国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主，而且主要集中在机床和国防军工行业。1990年以后，进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也得以很快发展。如今约占整个电力拖动容量80%的不变速拖动系统都采用交流电动机，而只占20%的高精度、宽广调速范围的拖动系统采用直流电动机。自20世纪80年代以来，随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展，交流伺服控制技术的发展得以极大的迈进，使得先前困扰着交流伺服系统的电机控制复杂、调速性能差等问题取得了突破性的进展，交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。 一、交流伺服系统的概述 伺服来自英文单词Servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。在20世纪60年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。我们通常说的伺服驱动器已经包括了控制器的基本功能和功率放大部分。虽然采用功率步进电机直接驱动的开环伺服系统曾经在90年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。进入21世纪，交流伺服系统越来越成熟，市场呈现
课程设计报告 课程设计题目：摘挂机检验原理与设计分析 学号：2 学生姓名：刘 专业：通信工程 班级： 指导教师： 2016年12 月17 日
目录 一、设计的目的与要求·························································· 二、设计目的··································································· 三、设计内容和目的···························································· 四、源代码····································································· 五、结果····································································· 六、心得······································································
一、设计的目的与要求 1、教学目的 综合运用所学过的《现代交换原理》课程知识，进行现代通信网交换技术相关的课题设计研究与分析，掌握现代通信网交换节点所采用的技术，硬件组成及软件设计方法。 2、教学要求 从课程设计的目的出发，在实验室现代程控交换原理实验箱或者计算机上进行现代通信网交换技术相关的课题设计研究与分析。掌握相关课题的工作原理，深入研究相关课题系统组成及程序设计与分析 （1）主题鲜明，思路清晰，原理分析透彻,技术实现方案合理可靠； （2）按照现代交换原理相关研究课题技术的原理及系统组成，完成从理论分析、系统软硬件组成、程序设计，调试及功能分析的全过程。 二、设计目的 摘挂机检测实验用来考查学生对摘挂机检测原理的掌握情况。 三、设计内容和步骤 1、设计原理 设用户在挂机状态时扫描输出为“0”，用户在摘机状态时扫描输出为“1”，摘挂机扫描程序的执行周期为200ms，那么摘机识别，就是在200ms的周期性扫描中找到从“0”到“1”的变化点，挂机识别就是在200ms的周期性扫描中找到从“1”到“0”的变化点，该原理的示意图如下所示：
安全管理编号：YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
伺服系统的参数调整和性能指标试验1 伺服系统的参数调整理论基础 伺服系统包括三个反馈回路（位置回路、速度回路以及电流回路）。最内环回路的反应速度最快，中间环节的反应速度必须高于最外环。假使未遵守此原则，将会造成震动或反应不良。伺服驱动器的设计可确保电流回路具备良好的反应效能。用户只需调整位置回路与速度回路增益。 伺服系统方块图包括位置、速度以及电流回路，如图1所示。 图1 伺服系统方块图 一般而言，位置回路的反应不能高于速度回路的反应。因此，若要增加位置回路的增益，必须先增加速度回路增益。如果只增加位置回路的增益，震动将会造成速度指令及定位时间增加，而非减少。 如果位置回路反应比速度回路反应还快，由于速度回路反应较慢，位置回路输出的速度指令无法跟上位置回路。因此就无法达到平滑的线性加速或减速，而且，位置回路会继续累计偏差，增加速度指令。这样，电机速度会超过，位置回路会尝试减少速度指令输出量。但是，速度回路反应会变得很差，电机将赶不上速度指令。速度指令会如图2振动。要是发生这种情形，就必须减少位置回路增益或增加速度回路增益，以防速度指令振动。 图2 速度指令 位置回路增益不可超过机械系统的自然频率，否则会产生较大的振荡。例如，机械系统若是连接机器人，由于机器的机械构造采用减低波动的齿轮，而机械系统的自然频率为10~20Hz，因此其刚性很低。此时可将位置回路增益设定为10至20(1/s)。 如果机械构造系统是晶片安装机、IC黏合机或高精度工具机械，系统的自然频率为70Hz以上。因此，可将位置回路增益设定为70(1/s)或更高。 需要很快的反应时，不只是要确保采用的伺服系统（控制器、伺服驱动器、电机以及编码器）的反应，而且也必须确保机械系统具备高刚性。 1.1交流伺服系统相关参数的设定 速度回路增益主要用以决定速度回路的反应速度。在机械系统不震动的前提下，参数设定的值愈大，反应速度就会增加。如果负载惯量比设定的正确，速度回路增益的值就可以达到预想数值。 负载惯量比设定为以下的值。
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合
一、相关概念 伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。 在机器人中，伺服驱动器控制电机的运转。驱动器采用速度环，位置环，电流环三环闭环电路，内部还设有错误检出和保护电路。驱动器通过通信连接器，控制连接器，编码连接器跟外部输入信号和输出信号相连。通信连接器主要用于跟电脑或控制器通信。控制连接器用于跟伺服控制器联接，驱动器所需的输入信号、输出信号、控制信号和一些方式选择信号都通过该控制连接器传输，它是驱动器最为关键的连接器。编码连接器跟电机编码器连接，用于接收编码器闭环反馈信号，即速度反馈和换向信号。 伺服电机主要用于驱动机器人的关节。关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的伺服电机的数量就越多。机器人对伺服电机的要求非常高，必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽，要适应机器人的形体做到体积小、重量轻，还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件，做到高可靠性和稳定性。伺服电机分为直流、交流和步进，工业机器人用的较多的是交流。 机器人用伺服电机
二、伺服系统的技术现状 2.1视觉伺服系统 随着机器人技术的迅猛发展,机器人承担的任务更加复杂多样,传统的检测手段往往面临着检测范围的局限性和检测手段的单一性.视觉伺服控制利用视觉信息作为反馈，对环境进行非接触式的测量,具有更大的信息量，提高了机器人系统的灵活性和精确性,在机器人控制中具有不可替代的作用。 视觉系统由图像获取和视觉处理两部分组成,图像的获取是利用相机模型将三维空间投影到二维图像空间的过程,而视觉处理则是利用获取的图像信息得到视觉反馈的过程。基本的相机模型主要包括针孔模型和球面投影模型,统一化模型是对球面模型的推广,将各种相机的图像映射到归一化的球面上。视觉伺服中的视觉反馈主要有基于位置、图像特征和多视图几何的方法。 其中,基于位置的方法将视觉系统动态隐含在了目标识别和定位中，从而简化了控制器的设计，但是一般需要已知目标物体的模型，且对图像噪声和相机标定误差较为敏感。基于图像特征的视觉反馈构造方法，其中基于特征点的方法在以往的视觉伺服中应用较为广泛，研究较为成熟，但是容易受到图像噪声和物体遮挡的影响，并且现有的特征提取方法在发生尺度和旋转变化时的重复性和精度都不是太好，在实际应用中存在较大的问题。因此，学者们提出了基于全局图像特征的视觉反馈方法，利用更多的图像信息对任务进行描述，从而增强视觉系统的鲁棒性，但是模型较为复杂，控制器的设计较为困难，且可能陷入局部极小点。目前针对这一类系统的控制器设计的研究还比较少,一般利用局部线性化模型进行控制,只能保证局部的稳定性。多视图几何描述了物体多幅图像之间的关系，间接反映了相机之间的几何关系。相比于基于图像特征的方法，多视图几何与笛卡尔空间的关系较为直接，简化了控制器的设计。常用的多视图几何包括单应性、对极几何以及三焦张量。 2.2伺服系统控制技术 现代的机器人伺服系统多采用交流伺服驱动系统，而且正在逐渐向数字化方向转变。数字控制技术已经五孔不入，如信号处理技术中的数字滤波、数字控制器，把功能更加强大的控制器芯片已经各种智能处理模块应用到工业机器人交流伺服系统中，可以实现更好的控制性能。 最近几十年，由于微电子技术的进步，各种方便用户开发的微控制器与数字信号处理器件大量涌现市场，为各种先进的智能控制算法在控制系统中的应用提供了可能。如今，各种新型的伺服控制策略大量涌现，大有与传统控制策略一较高低的趋势下面简单介绍几种： 1）矢量控制矢量控制技术的提出，为交流伺服驱动系统的快速进步提供了理论支持。矢量控制技术的主要原理为：以转子旋转磁场作为参考系，将电动机定子矢量电流经过两次坐标变换分解为直轴电流和交轴电流分量，且使两电流分量相互正交，同时对交直轴电流分量的
国内外研发状况及发展方向 国内外开关电源的研发现状 自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。 开关电源的发展方向 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。 一、小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可
2016年国内外超级电容行发展现状及未来趋势分析 一、超级电容的定义 超级电容又名电化学电容器，双电层电容器是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 二、超级电容有哪些特点 （1）充电速度快，充电几秒-几分钟就可充满； （2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1-50万次，远高于充电电池的充放电使用寿命； （3）功率密度高，可以快速存储释放电荷，可达300W/KG-5000W/KG，相当于电池电量的5-10倍； （4）大电流放电能力强，能量转换效率高，循环过程能量损失小，循环效率≥90%； （5）贮存寿命长，因为充电过程没有化学反应，电极材料相对稳定； （6）低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃，随着温度的降低，锂电池放电性能显著下降；（7）可靠性高。 缺点：成本高，功率密度较高，能量密度低。 法拉（farad），简称“法”，符号是F 1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V 1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·S。 1法拉=1安培·秒/伏特 一个12伏14安时的电瓶放电量=14×3600×1/12=4200法拉（F），图中一个30000F的超级电容的电量相当于7个12伏14安时的电瓶放电量，够大吧。 三、超级电容的种类 按储存电能的机理，超级电容器可分为以下2种：包括双电层电容器和赝电容器。 四、超级电容的用途 超级电容可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景，特别是在部分应用领域具有非常大的性能优势。 1、电子设备最早应用：例如我们电脑的内存系统、照相机的闪光灯，音响设备后备存储电源。 2、汽车工业中：插电式混合动力汽车中超级电容主要和电池相配合形成智能启停控制系统。（1）超级电容可以迅速高效地吸收电动汽车制动产生的再生动能； （2）加速和爬坡时超级电容为智能启停控制系统电机提供电能，延长了电池的使用寿命。 3、大尺寸超级电容器可用在火车和地铁的刹车制动系统上，可以节省30%的能量。 4、超级电容轻轨列车 超级电容轻轨列车是一种新型电力机车。2012年8月10日，世界第一列超级电容轻轨列车在湖南省株洲市下线。这种新型电力机车最多能运载320人，不再需要沿途架设高压线，停站30秒钟就能快速充满电。列车充电后能高速驶向相距2公里左右的另一个站点，再上下客并充电，如此周而复始。 5、全球首创超级电容储能式现代电车
伺服电机综述 luqingsong@https://www.doczj.com/doc/eb5311891.html, 摘要：文章对伺服电机及其工作原理进行了简要介绍，并介绍了伺服控制系统同时分析了国内外伺服电机的研究现状。 关键词：伺服电机伺服系统研究现状 1伺服电机简介 伺服电机（servo motor）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。[1] 2伺服电机工作原理 伺服电机在控制系统的控制下，实现相应的动作，其相应的命令就是输入的电压信号，一般由单片机提供，有几伏电压到几千伏电压驱动的伺服电机，伺服电机通过接受到的电压信号，识别信号的占空比，从而实现伺服电机的转速的输出控制，伺服电机把输入的电压信号转换为伺服电机的转矩，其占空比比较大，时间常数相应比较小，能够快速的响应，其归根结底则是根据输入的信号电平转化为伺服电机电机轴的角位移或者角速度输出，达到信号旋转驱动后面负载的元器件的功能，其作为一个动力驱动源，应用很广泛。 伺服电机一般度较小，现今使用的多为交流伺服电机，交流伺服电机有着优良的特性，体积小，执行相应时间小，其功率值的调动范围很大，相对于交流伺服电机而言直流伺服电机体积比较大，其执行的精度虽高，但在成本和实用下，性能比远远低于交流伺服电机。现如今，工业企业等大小的实验，均采用的是交流伺服电机，交流伺服电机分为同步交流伺服电机和异步交流伺服电机。交流伺服电机采用的是单片机输入的ＰＷＭ脉宽数，执行相应的反应动作，交流伺服电机通过接收到的ＰＷＭ脉宽数，执行电机的主轴输出轴的转速的控制。
现场总线CAN综述报告 CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。 现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。 一． CAN总线的产生与发展 控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其卓越性能现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。 随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。 分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心，将 5C 技术--COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。 典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。 尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格比将吸引众多工业控制系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网 CAN正是在这种背景下应运而生的。 由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致要求各种应用领域通信报文的标准化。为此，1991 年 9 月 PHILIPS SEMICONDUCTORS 制订并发布了 CAN 技术规范（VERSION2.0）。该技术规范包括A和B 两部分。2.0A给出了曾在CAN 技术规范版本1.2 中定义的CAN报文格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种报文格式。此后，1993 年11 月ISO正式颁布了道路交通运载工具--数字信息交换--高速通信控制器局部网（CAN）国际标准（ISO11898），为控制器局部网标准