1、脉冲编码器有几种，作用是什么？
脉冲编码器有两种，增量式编码器和绝对式编码器。脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，它把机械转角变成电脉冲，是一种常用的角位移传感器。编码器除了可以测量角位移外，还可以通过测量光电脉冲的频率来测量转速。如果通过机械装置，将直线位移转变成角位移，还可以测量直线位移。
根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。增量式编码器
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z 相；A、B两组脉冲相位差90o，从而可方便地判断出旋转方向，而Z 相为每转一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。
绝对式编码器
绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意
位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有N条码道。目前国内已有16位的绝对编码器产品。
绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制（葛莱码）方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是：
2、开环控制指调节系统不接受反馈的控制，只控制输出，不计后果的控制。又称为无反馈控制系统。在数控机床中由步进电动机和步进电动机驱动线路组成。数控装置根据输入指令，经过运算发出脉冲指令给步进电动机驱动线路，从而驱动工作台移动一定距离。这种伺服系统比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。所以一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些经济型数控机床。
半闭环伺服系统的工作原理和闭环伺服系统相似，只是位置检测器不是安装在工作台上，而是安装在伺服电动机的轴上。这种伺服系统所能达以的精度、速度和动太特性优于开环伺服系统，其复杂性和成本低于闭环伺系统，主要用于大多数中小型数控机床。
闭环控制则是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。在数控机床中由伺服电动机、比较线路、
伺服放大线路、速度检测器和安装在工作台上的位置检测器组成。这种系统对工作台实际位移量进行自动检测并与指令值进行比较，用差值进行控制。这种系统定位精度高，但系统复杂，调试和维修困难，价格较贵，主要用于高精度和大型数控机床。
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
PLC控制伺服电机应用实例，写出组成整个系统的PLC模块及外围器件，并附相关程序。 PLC品牌不限。 以松下FP1系列PLC和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。在PLC 程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。 以上的结论是在伺服电机参数设定完的基础上得出的。也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下： 机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。松下FP1---40T 的PLC的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。 如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000 个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。PLC的CPU输出点工作频率就不够了。需要位置控制专用模块等方式。 有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。假设使用松下 A4伺服，其工作在位置模式，伺服电机参数设置与接线方式如下： 一、按照伺服电机驱动器说明书上的“位置控制模式控制信号接线图”接线： pin3(PULS1)，pin4(PULS2)为脉冲信号端子，PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。 pin5(SIGN1)，pin6(SIGN2)为控制方向信号端子，SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻)，SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。当此端子接收信号变化时，伺服电机的运转方向改变。实际运转方向由伺服电机驱动器的P41，P42这两个参数控制，pin7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。pin29(SRV-0N)，伺服使能信号，此端子与外接24V直流电源的负极相连，则伺服电机进入使能状态，通俗地讲就是伺服电机已经准备好，接收脉冲即可以运转。 上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘)，伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。其他的信号端子，如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器构成更完善的控制系统。
未来发展十大前景行业 【篇一：未来发展十大前景行业】 编辑:biyu 中国未来最有前景的行业是什么?我写这一段的主要目的 是给大家择业、投资等提供一些参考性的指导意见。按照前景的优 劣我想主要有以下几个行业： 1、排在第一位的是水务行业，包括水资源、污水处理、海水淡化技 术等。很多朋友或许会说，为什么会是水呢?因为水是一种谁也离不 开的、不可替代的、再生有较大成本的资源;而某种资源价值的高低 取决于需求和供给之间的关系，或者说资源的稀缺性。从需求方面 来看，随着中国经济的不断发展，对水的需求是刚性上涨的，而且 水的需求弹性是很小的，也就是说需求者愿意为了水资源出无穷高 的价格;另外13亿多人的中国，水需求无疑是相当巨大的。 来看供给，中国水资源的供给是相当紧缺的，看一些数据。中国水 资源总量达到2.8万亿立方米，但人均水资源占有量只有2200立方米，相当于世界人均水平的1/4;中国的水资源在时间和空间上分布 不均匀，夏秋多，冬春少;南多北少、东多西少;除了自然禀赋方面的 原因外，环境污染正严重影响中国的水资源供给;据官方统计，中国 半数以上的主要水道都受到污染，水既无法饮用，也无法用于灌溉，现有超过3亿人(接近中国1/4人口)缺乏干净的饮用水;据国家环保总局的监测，2005年全国七大水系的411个地表水监测断面中有27%的断面为劣Ⅴ类水质，全国约1/2的城市市区地下水污染严重;水体 污染实际上减少了可供人类使用的水资源数量，人为制造了水资源 紧缺。其实，缺水是全世界多数国家面临的问题，我猜想未来战争 的一个重要起因很可能是大国争夺水资源。 其实，现在已经有外资以高溢价收购或控股中国的水务项目。8月 18日，扬州自来水股权转让项目招标，转让49%的净资产价值1.8 亿元，中标公司有30年的指定区域内供水特许经营权;共有4家水 务公司进行投标，跨国公司中法水务以8.95亿元的投标价格独占鳌头，报价为资产价值的5倍左右。8月22日，天津自来水项目49% 股权转让，评估资产价格为7亿多元，其中，招标方的硬性条款规 定必须溢价30%以上在各竞标公司报价中，中法水务为11.9亿元，威立雅水务21.8亿元。对于外资高溢价收购各地水务项目，有控制 权的地方政府往往举双手赞成：一是可以增加地方政府的收益，二 是为当地引进了外资，三是现在没有提高水价，老百姓没受影响。
伺服系统的发展及展望 摘要：本文主要介绍了伺服系统的三个发展阶段，包括步进电动机开环伺服系统阶段、直流伺服电动机闭环伺服系统阶段、无刷直流伺服电动机、交流伺服电动机伺服系统阶段，并分析了伺服系统的发展趋势：交流化、智能化、网络化、小型化。 关键词：伺服；智能化；小型化 伺服系统也叫位置随动系统，它的根本任务是实现执行机械对位置指令（给定量）的准确跟踪，当给定量随机变化时，系统能使被控制量准确无误地跟随并复现给定量，是一个位置反馈控制系统[1]，主要包括电机和驱动器两部分，广泛用于航空、航天、国防及工业自动化等自动控制领域。随着电力电子、控制理论、计算机术等技术的快速发展以及电机制造工艺水平的不断提高，伺服系统近年来获得了迅速发展。 1伺服系统的发展阶段 伺服系统的发展与伺服电动机的不同发展阶段相联系，
由直流电机构成的伺服系统是直流伺服系统，由交流电机构成伺服系统是交流伺服系统。伺服电动机至今经历了三个主要发展阶段： 1.1 第一个发展阶段（20世纪60年代以前）：步进电动机开环伺服系统 伺服系统的驱动电机为步进电动机或功率步进电动机，位置控制为开环系统。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。 步进电机存在一些缺点：在低速时易出现低频振动现象；一般不具有过载能力；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转现象，停止时转速过高易出现过冲现象。 1.2 第二个发展阶段（20世纪60-70年代）：直流伺服电动机闭环伺服系统 由于直流电动机具有优良的调速性能，很多高性能驱动装置采用了直流电动机，伺服系统的位置控制也由开环系统发展成为闭环系统。在数控机床的应用领域，永磁式直流电动机占统治地位，其控制电路简单，无励磁损耗，低速性能好。 1.3 第三个发展阶段（80年代至今）：无刷直流伺服电动机、交流伺服电动机伺服系统
数控机床中伺服系统的现状分析 一、概述 伺服系统是以机械运动的驱动设备，电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转换为机械能，实现运动机械的运动要求。具体在数控机床中，伺服系统接收数控系统发出的位移、速度指令，经变换、放调与整大后，由电动机和机械传动机构驱动机床坐标轴、主轴等，带动工作台及刀架，通过轴的联动使刀具相对工件产生各种复杂的机械运动，从而加工出用户所要求的复杂形状的工件。 作为数控机床的执行机构，伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。数控机床中的伺服系统种类繁多，本文通过分析其结构及简单归分，对其技术现状及发展趋势作简要探讨。 二、伺服系统的结构及分类 从基本结构来看，伺服系统主要由三部分组成：控制器、功率驱动装置、反馈装置和电动机（图1）。控制器按照数控系统的给定值和通过反馈装置检测的实际运行值的差，调节控制量；功率驱动装置作为系统的主回路，一方面按控制量的大小将电网中的电能作用到电动机之上，调节电动机转矩的大小，另一方面按电动机的要求把恒压恒频的电网供电转换为电动机所需的交流电或直流电；电动机则按供电大小拖动机械运转。 图1 伺服系统的结构 图1 伺服系统的结构 图1中的主要成分变化多样，其中任何部分的变化都可构成不同种类的伺服系统。如根据驱动电动机的类型，可将其分为直流伺服和交流伺服；根据控制器实现方法的不同，可将其分为模拟伺服和数字伺服；根据控制器中闭环的多少，可将其分为开环控制系统、单环控制系统、双环控制系统和多环控制系统。考虑伺服系统在数控机床中的应用，本文首先按机床中传动机械的不同将其分为进给伺服与主轴伺服，然后再根据其它要素来探讨不同伺服系统的技术特性。 三、进给伺服系统的现状与展望
台达数控定子绕线机伺服系统应用实例 利用中达CNC数控系统强大的轴控功能和台达伺服系统快速精准的运动响应，使绕线机的工作效率得到了很大的提高。 本文主要介绍了数控定子绕线机功能的需求，以及系统操作界面和I/O的规划。 一、前言 图1 数控定子绕线机外观 目前绕线机的市场可谓庞大，品种繁多，有平行绕线机、环型绕线机、定转子绕线机、纺织绕线机等。本文主要介绍的是利用中达CNC数控系统和伺服产品构建出的设备：数控定子绕线机。他的最大特点是可以自动变换绕线方向，所绕的线圈整齐且圈数准确。操作简便，节省人工，提高产量，产品品质好，其绕线、排线、停车、换槽，完全按程序自动执行。排线宽幅可调，圈数准确。生产速度快，并大量节省线材。下面概述如何利用中达的数控和台达的伺服整合此方案。 二、技术和精度要求 客户原用PLC+伺服控制整台设备，因其加工出来的产品的合格率较低，且一些功能无法实现，满足不了市场上需求，故提出开发数控定子绕线机，并且需要控制系统和伺服满足如下条件： 1．伺服运动轴 在机械上，需要三轴的控制坐标系。其中，排线X轴采用伺服电机直接驱动螺距为4mm 的滚珠丝杠，在连接工作台做直线运动；飞叉Y轴采用伺服电机驱动1：2的齿轮箱间接传动，做360度的圆周运动；分度Z轴采用伺服电机驱动1：9的齿轮箱间接传动，做360度的圆周运动。这3个轴要求能够联动。 此外，对于飞叉轴来说，由于在运动过程中，机械负载惯量会因为绕线的速度的不同而发生较大的变化，这就要求伺服系统具有优异的稳定性、相应性和对负载变化自适应能力。 2．精度要求 机械回零精度：排线轴0.005mm 飞叉轴+/-1度分度轴+/-1度 定位精度：0.02mm +/-1度 要求控制系统和伺服系统能够具有检测反馈，来保证机械运动精度。 3．CNC控制系统 因定子绕线机不仅讲究绕的匝数要准确，而且排线出来的密度要均匀，即最少需要两轴之间做插补运算，实现联动；画面可以自由规划；要给客户方便传输加工程序，并且可以对NC程序编辑和存储；控制系统要提供一个D/A口，实现恒张力控制功能。 另外，客户希望数控系统再开放一个轴，以备后用。
世界已被互联网占领，互联网未来10年将如何变化与发展? 1.互联网全球普及 根据国际电信联盟最近统计，全球互联网用户总数已经达到20亿人;而联合国公布的最新统计数字显示，世界人口在2011年底突破70亿大关。所以到2020年毫无疑问会有更多的人使用互联网。据国家科学基金会(National Science Foundation)预测，2020年前全球互联网用户将增加到50亿。联合国估计2020年世界人口将为75亿，大部分人将使用互联网。 2.互联网将成为物联网 到2020年，互联网预计将成为一个设备网络而不再只是一个计算机网络。根据CIA World Factbook 2009的统计，今天的互联网拥有大约5.75亿台主机电脑。而美国国家科学基金会则预计未来会有数十亿个传感器连接到互联网。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结。学校班车将接入互联网，父母可实时了解孩子上学或放学途中的情况。 3.互联网将成为无线网络 目前移动宽带网的用户已经呈现出爆发式增长的迹象，据Informa公司统计，2009年第二季度，全球移动宽带的用户数突破了2.57亿人。这表明3G，WiMAX等高速无线网络的普及率已经比去年同期增长了85%左右。近年来，亚洲地区是无线宽带网用户最多的地区，不过用户增长率最强劲的地区则是在拉丁美洲地区。按Informa预计，到2014年，全球无线宽带网的用户数量将提升到25亿人左右。 4.社交网络的巅峰 基于Web2.0技术的社交网络是万维网技术的最新应用，很大程度上改变了社会生态。Facebook自2004年2月4日上线以来，用户数量已经超过了已经超过了8亿，至今并未呈现出减缓的迹象，Facebook、LinkedIn、Twitter、Instagram以及Google+还会继续增长。美国新媒体公司Wetpaint联合创始人兼CEO本·埃洛维茨(Ben Elowitz)在TechCrunch撰文称，未来十年内，社交网络将与搜索引擎全面整合，成为一位不知疲倦的个人助理，为用户规划日常生活，提高决策效率。 5.SoLoMo将主导互联网 2010年，中国手机用户数量达到了7.38亿，全球手机用户数量已经超过了50亿。2011年5亿Facebook用户中有2亿为移动用户，活跃度比远高于台式机用户。未来十年内随着智能手机和平板电脑等移动终端的普及，进入移动互联网时代。 随着社交网络和移动互联网的兴起，Social(社交的)、Local(本地的)、Mobile(移动的)三概念的结合，也称社交本地移动，代表着未来互联网发展的趋势。LBS已经成为连接真实世界与虚拟网络的一道桥梁，SoLoMo将引领未来十年移动互联网走势。 6.互联网变得越来越轻 互联网正在变得越来越轻，意味着轻量、轻松、轻快、轻简、傻瓜化、碎片化，主要有四个方面。 智能手机、平板电脑等种种手持移动终端轻量化，人人都可随身携带一个图书馆。 微博(micro blogging)、轻博(light blogging)等新媒体的兴起，展示形式更加简洁、便捷，网络表达方式在变轻。 轻游戏崛起，网络娱乐方式轻简化，风靡全球的轻度社交类游戏《愤怒的小鸟》《偷菜》《抢车位》是多么的简单、轻松。 软件应用更轻了，从各种应用市场(App Store)里可以直接下载各种应用，不像以前那样需要拷贝光盘或软盘，还有许多是基于云服务的在线应用。 7.大数据时代 未来的十年将是一个“大数据”引领的智慧科技的时代。随着社交网络的逐渐成熟，移动带宽迅速提升，云计算、物联网应用更加丰富。更多的传感设备、移动终端接入到网络，由此产生的数据及增长速度将比历史上的任何时期都要多和快。 互联网上的数据流量，尤其是高清图像和高清视频流量，迅猛增长。2012年华为报告指出未来十年网络容量提升千倍，每个移动终端也会达到Gb级的连接速度。思科预计，到2012年，互联网每个月的流量将会增加44艾字节(exabyte，109GB)，仅每月的增量就是今天互联网流量的一倍多。 8.云计算大行其道 2009年，市场调研公司ABI Research在一份名为《移动云计算》的报告中提出，云计算不久将成为移动世界中的一股爆破力量，最终会成为移动应用的主导运行方式。根据Gartner的调查，到2015年，将有超过40%的CIO期望将其大部分IT运行在云中。 物联网也离不开云计算，物联网中的网络传输和管理服务就会利用到云计算。一位美国专家曾经预测说，全球只要5台计算机就可以满足人们的日常生活需要了。 9.语义网的春天 从20世纪80年代万维网之父蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)提出万维网(WWW)构想以来，互联网进入飞速发展阶段。网络信息的沟通方式，从“人际交流”延伸至“人机交流”，语言科学与计算机科学结合的语义网，将是对目前互联网的一种扩展。 2010年Google收购了一家语义技术领先公司Metaweb。Metaweb运营着一个开放的语义信息数据库Freebase。Freebase和维基百科类似，不同的是，它完全专注于结构化数据及个人用户可行性操作。 2010年Facebook也公布了一个大规模的新平台Open Graph(开放图谱)，让Facebook里的每个物件都拥有独特的ID。通过Open Graph把其他社交网站建构的网络给连接起来，将创造一个更聪明、更与社交连接、更个人化也更具语意意识的网络。 10.虚拟世界脱胎换骨 作为将来的网络系统，林登实验室于2003年推出的第二生命(second life)得到了很多主流媒体的关注。Second Life是一个基于因特网的虚拟世界，2011年美国虚拟社区Second Life年收入达1亿美元。 第二人生在一个巨大的Debian服务器阵列上模拟了一个平面的，类似地球的世界，被称为Grid。平台只提供土地，土地上的一切由人自己决定，网民可以像建主页一样建设自己的“世界”，并能与其他人的“世界”相连，最终形成一个巨型的“虚拟世界”，全世界各 地的玩家可以相互交流。未来10年，虚拟世界将会得我们的现实生活更加数字化。 未来十年，将是移动互联网普及应用、云计算技术大行其道、SoLoMo占主导、虚拟世界脱胎换骨的十年。除了以上的变化，未来还有三网合一、网络电视、富媒体应用、电商社区化、带宽提速、实时搜索、3D互联网、5G技术、人工智能等各种趋势和突破。
电液伺服技术的发展与未来展望 电液伺服系统的特点 电液伺服系统有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高，因而在航空、航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到了广泛的应用。人类使用水利机械及液压传动虽然已有很长的历史，但液压控制技术的快速发展却还是近几十年的事，随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着现代科学技术特别是材料科学的发展，人们更加重视动态试验。而电液伺服技术是实现动态高周疲劳、程控疲劳和低周疲劳以及静态的恒变形速率、恒负荷速率和各种模拟仿真试验系统的最佳技术手段。 国内电液伺服试验机的起步 国外试验机同行在电液伺服技术的应用和研制起步较早，自二十世纪50年代中期以来就先后生产了各种使用电液伺服系统的试验机，如美国MTS、英国Instron、瑞士Amsler(现在分为瑞士RUMUL和瑞士W+B试验机公司)、德国Sehench和日本岛津等公司都先后研制成功各种电液伺服试验机。当时我国在这个应用领域还是空白，使用的电液伺服试验机都是从这些国家进口的。 我国试验机厂家是在上世纪70年代初才开始研制电液伺服试验机，长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等开始进行研制。在国家财力的支持下，先后都成功地开发出电液伺服动静试验机，并开始在国内应用。正是通过当时这段时间的成功实践，培养锻炼出一批技术人员，创建了我国今后电液伺服技术发展的平台，奠定了国内在该技术领域的基础。 国内电液伺服试验机的发展阶段 国内电液伺服试验机的发展按照产品发展时期的特点大致划分成两个阶段：即自主发展阶段和与国外合作发展阶段。 自主发展阶段：二十世纪70年代末期到二十世纪90年代初期，国内的电液伺服试验机都是以自主开发为主。主要是集中在国内几个有实力的试验机厂家，如长春试验机研究所、长春试验机厂、红山试验机厂和济南试验机厂等。这个时期的主要代表性的产品有：1983年长春试验机研究所研制的2000kN电液伺服岩石压力试验机，该设备采用高压容器作为围压，模拟试样的真实受力情况。是三轴动静试验机的代表性产品，并首次把计算机引入电液伺服试验机的控制。1984年长春试验机研究所研制的3000kN电液伺服双缸卧式拉力试验机。该项目中首次应用静压支撑技术，成功地在两个卧式伺服油缸上实现静压支撑。另外，还首次应用了伺服同步技术，实现双缸系统的同步跟踪和精确定位。双缸的同步
伺服系统原理及发展趋势 姓名：王刚学号：50128523405 摘要：伺服系统是机电产品中的重要环节，其控制性能反映了机电设备的控制质量。高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动。本文在理解《伺服驱动与控制技术》这门课程的理论基础上，介绍了伺服系统的发展过程和伺服系统的分类、原理，并具体阐述了伺服系统的发展趋势。 关键词：伺服系统；控制；电机；发展 Abstract：Servo-system is the important link in the mechanical-electrical products ,its control property reflects the control quality of mechanical-electrical device.High-performance servo system can provide a flexible, convenient, accurate and fast driver. Based on understanding the servo drive and control technology based on the theory of this course, the developing of the Servo-system are introduced and the classification, the principle of the servo system, and expounds the development trend of servo system in detail. Keyword：Servo-system；Control；Motor；developing 引言 伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸等）、反馈元件和伺服驱动器。
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
伺服电机计算选择应用实例 1． 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。 例：工作台和工件的 W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf ）=1000 kgf 机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05 π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf ）=50 kgf Fc ：由切削力引起的反推力（kgf ）=100 kgf Fcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf ） =30kgf Z1/Z2： 变速比=1/1 例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm 例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm ） Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F ×L 2πη
无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F值取决于工作台的重量， 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴，F值还与平衡锤有关。对于水平工 作台，F值可按下列公式计算： 不切削时： F = μ（W+fg） 例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时 应大于0.9（Nm），最高转速应高于3000（min-1）。考虑到加/减速， 可选择α2/3000（其静止时的额定转矩为2.0 Nm）。 ·注计算力矩时，要注意以下几点： 。考虑由镶条锁紧力（fg）引起的摩擦力矩 根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力（Fcf）的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时， 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。 。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值，应 仔细研究速度变化，工作台支撑结构（滑动接触，滚动接触和静压 力等），滑动表面材料，润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况，环境温度，润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负
未来十年互联网十大发 展趋势 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
未来十年互联网十大发展趋势 世界已被互联网占领，互联网未来10年将如何变化与发展? 1.互联网全球普及 根据国际电信联盟最近统计，全球互联网用户总数已经达到20亿人;而联合国公布的最新统计数字显示，世界人口在2011年底突破70亿大关。所以到2020年毫无疑问会有更多的人使用互联网。据国家科学基金会(National Science Foundation)预测，2020年前全球互联网用户将增加到50亿。联合国估计2020年世界人口将为75亿，大部分人将使用互联网。 2.互联网将成为物联网 到 2020年，互联网预计将成为一个设备网络而不再只是一个计算机网络。根据CIA World Factbook 2009的统计，今天的互联网拥有大约5.75亿台主机电脑。而美国国家科学基金会则预计未来会有数十亿个传感器连接到互联网。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结。学校班车将接入互联网，父母可实时了解孩子上学或放学途中的情况。 3.互联网将成为无线网络 目前移动宽带网的用户已经呈现出爆发式增长的迹象，据Informa公司统计，2009年第二季度，全球移动宽带的用户数突破了2.57亿人。这表明3G，WiMAX等高速无线网络的普及率已经比去年同期增长了85%左右。近年来，亚洲地区是无线宽带网用户最多的地区，不过用户增长率最强劲的地区则是在拉丁美洲地区。按Informa预计，到2014年，全球无线宽带网的用户数量将提升到25亿人左右。 4.社交网络的巅峰 基于Web2.0技术的社交网络是万维网技术的最新应用，很大程度上改变了社会生态。Facebook自2004年2月4日上线以来，用户数量已经超过了已经超过了8亿，至今并未呈现出减缓的迹象，Facebook、LinkedIn、Twitter、Instagram以及Google+还会继续增长。美国新媒体公司Wetpaint联合创始人兼CEO本·埃洛维茨(Ben Elowitz)在TechCrunch撰文称，未来十年内，社交网络将与搜索引擎全面整合，成为一位不知疲倦的个人助理，为用户规划日常生活，提高决策效率。 5.SoLoMo将主导互联网 2010年，中国手机用户数量达到了7.38亿，全球手机用户数量已经超过了50亿。2011年5亿Facebook用户中有2亿为移动用户，活跃度比远高于台式机用户。未来十年内随着智能手机和平板电脑等移动终端的普及，进入移动互联网时代。 随着社交网络和移动互联网的兴起，Social(社交的)、Local(本地的)、Mobile(移动的)三概念的结合，也称社交本地移动，代表着未来互联网发展的趋势。LBS已经成为连接真实世界与虚拟网络的一道桥梁，SoLoMo将引领未来十年移动互联网走势。 6.互联网变得越来越轻
目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)
数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状，在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词：数控，发展趋势，功能，性能，开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words：NC, trends, features, performance, openness
未来十年互联网十大发 展趋势分析p Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
世界已被互联网占领，互联网未来10年将如何变化与发展 1.互联网全球普及 根据国际电信联盟最近统计，全球互联网用户总数已经达到20亿人;而联合国公布的最新统计数字显示，世界人口在2011年底突破70亿大关。所以到2020年毫无疑问会有更多的人使用互联网。据国家科学基金会(National Science Foundation)预测，2020年前全球互联网用户将增加到50亿。联合国估计2020年世界人口将为75亿，大部分人将使用互联网。 2.互联网将成为物联网 到 2020年，互联网预计将成为一个设备网络而不再只是一个计算机网络。根据CIA World Factbook 2009的统计，今天的互联网拥有大约5.75亿台主机电脑。而美国国家科学基金会则预计未来会有数十亿个传感器连接到互联网。在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结。学校班车将接入互联网，父母可实时了解孩子上学或放学途中的情况。 3.互联网将成为无线网络 目前移动宽带网的用户已经呈现出爆发式增长的迹象，据Informa公司统计，2009年第二季度，全球移动宽带的用户数突破了2.57亿人。这表明3G，WiMAX等高速无线网络的普及率已经比去年同期增长了85%左右。近年来，亚洲地区是无线宽带网用户最多的地区，不过用户增长率最强劲的地区则是在拉丁美洲地区。按Informa预计，到2014年，全球无线宽带网的用户数量将提升到25亿人左右。 4.社交网络的巅峰 基于Web2.0技术的社交网络是万维网技术的最新应用，很大程度上改变了社会生态。Facebook自2004年2月4日上线以来，用户数量已经超过了已经超过了8亿，至今并未呈现出减缓的迹象，Facebook、LinkedIn、Twitter、Instagram以及Google+还会继续增长。美国新媒体公司Wetpaint联合创始人兼CEO本·埃洛维茨(Ben Elowitz)在TechCrunch撰文称，未来十年内，社交网络将与搜索引擎全面整合，成为一位不知疲倦的个人助理，为用户规划日常生活，提高决策效率。 5.SoLoMo将主导互联网 2010年，中国手机用户数量达到了7.38亿，全球手机用户数量已经超过了50亿。2011年5亿Facebook用户中有2亿为移动用户，活跃度比远高于台式机用户。未来十年内随着智能手机和平板电脑等移动终端的普及，进入移动互联网时代。 随着社交网络和移动互联网的兴起，Social(社交的)、Local(本地的)、Mobile(移动的)三概念的结合，也称社交本地移动，代表着未来互联网发展的趋势。LBS已经成为连接真实世界与虚拟网络的一道桥梁，SoLoMo将引领未来十年移动互联网走势。 6.互联网变得越来越轻 互联网正在变得越来越轻，意味着轻量、轻松、轻快、轻简、傻瓜化、碎片化，主要有四个方面。 智能手机、平板电脑等种种手持移动终端轻量化，人人都可随身携带一个图书馆。 微博(micro blogging)、轻博(light blogging)等新媒体的兴起，展示形式更加简洁、便捷，网络表达方式在变轻。 轻游戏崛起，网络娱乐方式轻简化，风靡全球的轻度社交类游戏《愤怒的小鸟》《偷菜》《抢车位》是多么的简单、轻松。 软件应用更轻了，从各种应用市场(App Store)里可以直接下载各种应用，不像以前那样需要拷贝光盘或软盘，还有许多是基于云服务的在线应用。 7.大数据时代 未来的十年将是一个“大数据”引领的智慧科技的时代。随着社交网络的逐渐成熟，移动带宽迅速提升，云计算、物联网应用更加丰富。更多的传感设备、移动终端接入到网络，由此产生的数据及增长速度将比历史上的任何时期都要多和快。 互联网上的数据流量，尤其是高清图像和高清视频流量，迅猛增长。2012年华为报告指出未来十年网络容量提升千倍，每个移动终端也会达到Gb级的连接速度。思科预计，到 2012年，互联网每个月的流量将会增加44艾字节(exabyte，109GB)，仅每月的增量就是今天互联网流量的一倍多。 8.云计算大行其道 2009年，市场调研公司ABI Research在一份名为《移动云计算》的报告中提出，云计算不久将成为移动世界中的一股爆破力量，最终会成为移动应用的主导运行方式。根据Gartner的调查，到2015年，将有超过40%的CIO期望将其大部分IT运行在云中。 物联网也离不开云计算，物联网中的网络传输和管理服务就会利用到云计算。一位美国专家曾经预测说，全球只要5台计算机就可以满足人们的日常生活需要了。 9.语义网的春天 从20世纪80年代万维网之父蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)提出万维网(WWW)构想以来，互联网进入飞速发展阶段。网络信息的沟通方式，从“人际交流”延伸至“人机交流”，语言科学与计算机科学结合的语义网，将是对目前互联网的一种扩展。 2010年Google收购了一家语义技术领先公司Metaweb。Metaweb运营着一个开放的语义信息数据库Freebase。Freebase和维基百科类似，不同的是，它完全专注于结构化数据及个人用户可行性操作。 2010年Facebook也公布了一个大规模的新平台Open Graph(开放图谱)，让Facebook里的每个物件都拥有独特的ID。通过Open Graph把其他社交网站建构的网络给连接起来，将创造一个更聪明、更与社交连接、更个人化也更具语意意识的网络。 10.虚拟世界脱胎换骨 作为将来的网络系统，林登实验室于2003年推出的第二生命(second life)得到了很多主流媒体的关注。Second Life是一个基于因特网的虚拟世界，2011年美国虚拟社区Second Life年收入达1亿美元。 第二人生在一个巨大的Debian服务器阵列上模拟了一个平面的，类似地球的世界，被称为Grid。平台只提供土地，土地上的一切由人自己决定，网民可以像建主页一样建设自己的“世界”，并能与其他人的“世界”相连，最终形成一个巨型的“虚拟世界”，全世界各地的玩家可以相互交流。未来10年，虚拟世界将会得我们的现实生活更加数字化。 未来十年，将是移动互联网普及应用、云计算技术大行其道、SoLoMo占主导、虚拟世界脱胎换骨的十年。除了以上的变化，未来还有三网合一、网络电视、富媒体应用、电商社区化、带宽提速、实时搜索、3D互联网、5G技术、人工智能等各种趋势和突破。
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