伺服发展历史

数控机床的发展历史1.产生背景随着科学技术和社会生产力的不断发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效途径。

从工业化革命以来人们实现机械加工自动化的手段有：自动机床；组合机床；专用自动生产线。

  这些设备的使用大大地提高了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产率，促进了制造业的发展，但它也存在固有的缺点：初始投资大；准备周期长；柔性差。

因此，上述方法仅适用批量较大的零件生产。

然而，随着市场竞争的日趋激烈，产品更新换代周期缩短，批量大的产品越来越少，而小批量产品的生产所占的比重越来越大，约占总加工量的80％以上。

在航空、航天、重型机床以及国防部门尤其如此。

因此，迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。

另一方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术基础，这是机床NC技术产生和发展的可能性。

NC技术正是在这种背景下诞生和发展起来的。

它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。

它的产生给自动化技术带来了新的概念，推动了加工自动化技术的发展。

2.发展沿革1952年，美国帕森斯（Parsons）公司和麻省理工学院（MIT）合作研制了世界上第一台三坐标数控机床，其控制系统由电子管组成。

1955年，在Parsons专利的基础上，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来，这是一台实用化的数控机床。

    从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代。

第一代：1955年数控系统以电子管组成，体积大，功耗大。

第二代：1959年数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。

第三代：1965年数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高。

第四代：1970年数控系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，首次出现在1970年美国芝加哥国际机床展览会上。

光电跟踪仪伺服控制系统原理及发展现状2012年 6 月目录摘要 (1)第1章引言 (2)第2章光电跟踪仪伺服控制系统的基本原理 (3)2.1计算机控制单元 (3)2.2环路控制单元 (3)第3章光电跟踪仪伺服控制系统的关键技术 (5)3.1瞄准线稳定技术 (5)3.2复合控制技术 (5)3.3等效复合控制与预测滤波技术 (6)3.4共轴跟踪技术 (6)3.5复合轴控制技术 (7)3.6其它高精度控制技术 (8)第4章光电跟踪仪伺服控制系统的国内外发展现状及趋势 (9)4.1国内外发展现状 (9)4.2发展趋势 (9)摘要光电跟踪仪中的伺服控制系统是光电跟踪设备的重要组成部分，其跟踪精度是衡量光电跟踪设备的主要指标，实现高精度跟踪控制，成为许多高精度光电跟踪设备必须解决的难题之一。

因此要获得高精度的光电跟踪仪，必须深入了解其伺服控制系统。

本文从光电跟踪仪伺服控制系统的基本原理、关键技术及其国内外发展现状与发展趋势三方面对其进行了介绍，为伺服控制系统的设计及研究提供了参考。

关键词：光电跟踪，伺服控制系统，跟踪精度第1章引言光电跟踪伺服控制系统是一个包括光电探测、信号处理、控制系统及精密机械等几部分组成的复杂设备。

它的主要功能是根据光电传感器送来的目标位置偏差信号的大小及方向控制伺服电机驱动跟踪轴，减小偏差，实现对目标的光电闭环自动跟踪，其具有实时性、精度高的特点，在靶场测量、武器控制、航空等各种军用与民用领域有着广泛的应用。

随着现代技术的发展、目标机动性能的增强，对光电跟踪仪的伺服控制系统要求越来越高，要求其响应更快、稳定和跟踪精度更高。

某些系统甚至要求跟踪精度达到1μrad。

多年来，国内外的科技工作者在提高光电跟踪仪伺服控制系统跟踪精度方面进行了深入的伺服控制策略方面的研究。

为此，深入了解光电跟踪仪伺服控制系统的工作原理、关键技术的应用与研究及国内外发展现状，对于探讨进一步提高其性能指标的方法具有重要的意义。

液压控制系统液压技术主要是由于武器装备对高质量控制装置的需要而发展起来的。

随着控制理论的出现和控制系统的发展，液压技术与待腻子技术的结合日趋完善，从而产生了广泛应用于武器装备的高质量电液控制系统。

同时，液压技术也广泛地应用于许多工业部门。

在这个发展过程中，控制装置的需要反过来迫使液压元器件、液压控制系统不断更新，不断发展提高。

本文结合课堂所学，简要讲述液压技术的发展和应用。

1.液压传动将源动力的能量按一定方式和规律传递给工作机构的作用叫传动。

在机器中起传动作用的机构叫传动机构。

目前传动有五种型式：机械传动、电气传动、气体传动、流体传动和复合传动。

在液体传动中，有一种以液体为传动介质，主要靠受压液体的压力能来实现运动和能量传递的叫液压才传动。

图1为一个简单的连通器，可以用来传递能量。

图1.连通器简图当右边小活塞在外力Fo作用下，向下推压右边腔室的液体时，该处的液体通过两腔室间连通的通道被挤压到左边大腔室中，使重物G运动，这样就起到了传动能量的作用。

但这种简单的连通器不能连续工作，下面以一个简单的例子来分析液压传动系统。

如图2所示，小活塞及其活塞缸为主动缸，在单向阀配合下不断从邮箱吸油，排左边大缸腔，被称为液压泵。

左边大活塞及其缸腔为工作缸，不断得到压力油，不断推举重物做功，被称为液压缸。

从图中知道，液压泵、液动机（液压缸和液压马达）和控制阀为组成液压系统的三个主要部分，加上辅助装置和液压油，这五个部分是实际液压机构所必须的。

图2.千斤顶的原理图2.液压元件根据各个元件在液压系统中的作用，主要分为动力元件(液压能源)—液压泵，执行元件(液动机)—液压马达(输出旋转运动)和液压缸(输出直线运动)，以及各种控制阀。

2.1.液压控制元件液压阀是液压系统的控制元件，通过它改变系统中流体的运动方向、压力和流量。

在节流式伺服系统中，它直接控制执行元件动作；在容积式伺服系统中，它直接控制着泵的变量机构，改变其输出流量，从而间接的对执行元件的动作进行控制。

机器人伺服系统详解（组成/原理框图/执行元件/发展趋势）若说当下的热门科技，机器人绝对算一个。

机器人作为典型的机电一体化技术密集型产品，它是如何实现运作的呢？
机器人的控制分为机械本体控制和伺服机构控制两大类，伺服控制系统则是实现机器人机械本体控制和伺服机构控制的重要部分。

因而要了解机器人的运作过程，必然绕不过伺服系统。

伺服系统
伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。

伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。

广义的伺服系统是精确地跟踪或复现某个给定过程的控制系统，也可称作随动系统。

狹义伺服系统又称位置随动系统，其被控制量（输出量）是负载机械空间位置的线位移或角位移，当位置给定量（输入量）作任意变化时，系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化。

伺服系统的结构组成
机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。

伺服系统组成原理框图
1、比较环节
比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，通常由专门的电路或计算机来实现。

2、控制器
控制器通常是计算机或PID（比例、积分和微分）控制电路，其主要任务是对比较元件输。

中国伺服系统前景分析一、伺服行业产业链“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。

人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。

在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。

由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统。

1.工作原理伺服控制是对机器装备的精确定位、速度等运动要素进行控制的统称。

伺服控制系统主要由控制器和伺服传动单元组成，通过机械零部件传导到负载端。

伺服系统（或称伺服产品）通常包括伺服驱动器（指令装臵）、伺服电机、伺服反馈装臵（编码器）三个部分。

2.下游应用伺服系统主要应用于对定位精度和运转速度控制要求较高的制造领域，在精密制造和柔性制造中有着不可替代的作用，目前已广泛应用于机床、包装、纺织电子、塑料、医疗、印刷、橡胶、食品等行业，并逐步在风电、新能源汽车等新兴行业得到推广，应用领域的不断拓展将进一步推动伺服系统市场的增长。

2020年伺服系统下游应用占比最高的电子及半导体、机床和工业机器人，总和占比为37%左右，其中占比最高的为电子及半导体行业，占比16%。

就增速情况而言，电子及半导体行业也远远高于下游其他行业，2020年市场规模增长率为36%左右，远超全行业平均增速18%。

2020年中国私服系统主要下游应用需求变动情况二、伺服系统市场容量随着社会的不断发展和进步，伺服系统在工业发展中的作用愈加明显。

高速加工技术和以高速、高精度为基础的其他技术的发展，推动了伺服系统的快速发展。

我国伺服系统市场规模自2015年起整体表现为增长趋势，2020年中国伺服电机系统市场规模为164.4亿元，同比2019年增长18.3%。

三、伺服系统竞争格局我国国产伺服系统企业发展迅速，发展国产替代率逐年升高。

过去中国大陆伺服系统主要来源于日本等地的大量进口，占比最高的是松下、安川等。

经过十来年的发展，2020年的现在，国内从事伺服系统的供应商超过300家，国产品牌近12年持续采取定制化与低价策略馋食外资品牌份额，2020年中国伺服系统市场份额占比最高仍然主要是日本等外资企业，但是国产企业占比大幅度增高，其中代表汇川2020年市场占比10%。

电液伺服阀的原理分类和应用简介一．电液伺服阀的工作原理电液伺服阀由力矩马达和液压放大器组成。

力矩马达工作原理磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。

衔铁和挡板固连由弹簧支撑位于导磁体的中间。

挡板下端球头嵌放在滑阀中间凹槽内；线圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针偏转。

弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过θ角。

电流越大θ角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。

前置放大级工作原理压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，滑阀两端压力相等。

当力矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。

功率放大级工作原理当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。

滑阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，即阀的输出流量和输入电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。

滑阀移动的同时，挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。

当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。

二.电液伺服阀的分类1 按液压放大级数可分为单级电液伺服阀，两级电液伺服阀，三级电液伺服阀。

2 按液压前置级的结构形式，可分为单喷嘴挡板式，双喷嘴挡板式，滑阀式，射流管式和偏转板射流式。

3 按反馈形式可分为位置反馈式，负载压力反馈式，负载流量反馈式，电反馈式等。

4 按电机械转换装置可分为动铁式和动圈式。

5 按输出量形式可分为流量伺服阀和压力控制伺服阀。

三.电液伺服阀的发展趋势1/新型结构的设计在20 世纪90 年代,国外研制直动型电液伺服阀获得了较大的成就.现形成系列产品的有Moog 公司的D633,D634 系列的直动阀,伊顿威格士(EatonVickers)公司的LFDC5V 型,德国Bosch 公司的NC10 型,日本三菱及KYB 株式会社合作开发的MK 型阀及Moog 公司与俄罗期沃斯霍得工厂合作研制的直动阀等.该类型的伺服阀去掉了一般伺服阀的前置级, 利用一个较大功率的力矩马达直接拖动阀芯, 并由一个高精度的阀芯位移传感器作为反馈.该阀的最大特点是无前置级,提高了伺服阀的抗污染能力.同时由于去掉了许多难加工零件,降低了加工成本,可广泛使用于工业伺服控制的场合.国内有些单位如中国运载火箭技术研究院第十八研究所, 北京机床研究所, 浙江工业大学等单位也研制出了相关产品的样机. 特别是北京航空航天大学研制出转阀式直动型电液伺服阀. 该伺服阀通过将普通伺服阀的滑阀滑动结构转变为滑阀的转动, 并在阀芯与阀套上相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽.阀芯阀套相互转动时,斜槽相互开通或相互封闭,从而控制输出压力或流量.由于在工作时阀芯阀套是相互转动的,降低了阀工作时的摩擦阻力,同时污染物不容易在转动的滑阀内堆积,提高了抗污染性能.此外,Park 公司开发了"音圈驱动(Voice Coil Drive)"技术(VCD),以及以此技术为基础开发的DFplus 控制阀.所谓音圈驱动技术, 顾名思义, 即是类似于扬声器的一种驱动装置, 其基本结构就是套在固定的圆柱形永久磁铁上的移动线圈,当信号电流输入线圈时,在电磁效应的作用下,线圈中产生与信号电流相对应的轴向作用力,并驱动与线圈直接相连的阀芯运动,驱动力很大.线圈上内置了位移反馈传感器,因此,采用VCD 驱动的DFplus 阀本质上是以闭环方式进行控制的,线性度相当好.此外,由于VCD 驱动器的运动零件只是移动线圈,惯量极小,相对运动的零件之间也没有任何支承,DFplus 阀的全部支承就是阀芯和阀体间的配合面,大大减小了摩擦这一非线性因素对控制品质的影响.综合上述的技术特点,配合内置的数字控制模块,使DFplus 阀的控制性能佳,尤其在频率响应方面更是优越,可达400Hz.从发展趋势来看,新型直动型电液伺服阀在某些行业有替代传统伺服阀特别是喷嘴挡板式伺服阀的趋向, 但它的最大问题在于体积大, 重量重, 只适用于对场地要求较低的工业伺服控制场合. 如能减轻其重量, 减小其体积,在航空,航天等军工行业亦具有极大的发展潜力.另外,近年来伺服阀新型的驱动方式除了力矩马达直接驱动外,还出现了采用步进电机,伺服电机,新型电磁铁等驱动结构以及光-液直接转换结构的伺服阀.这些新技术的应用不仅提高了伺服阀的性能, 而且为伺服阀发展开拓了思路, 为电液伺服阀技术注入了新的活力.2/新型材料的采用当前在电液伺服阀研制领域的新型材料运用,主要是以压电元件,超磁致伸缩材料及形状记忆合金等为基础的转换器研制开发.它们各具有其自己的优良特性.2.1 压电元件压电元件的特点是"压电效应":在一定的电场作用下会产生外形尺寸的变化,在一定范围内,形变与电场强度成正比.压电元件的主要材料为压电陶瓷(PZT),电致伸缩材料(PMN)等.比较典型的压电陶瓷材料有日本TOKIN 公司的叠堆型压电伸缩陶瓷等.PZT 直动式伺服阀的原理是: 在阀芯两端通过钢球分别与两块多层压电元件相连. 通过压电效应, 使压电材料产生伸缩驱动阀芯移动.实现电-机械转换.PMN 喷嘴挡板式伺服阀则在喷嘴处设置一与压电叠堆固定连接的挡板,由压电叠堆的伸,缩实现挡板与喷嘴间的间隙增减,使阀芯两端产生压差推动阀芯移动.目前压电式电-机械转换器的研制比较成熟并已得到较广泛的应用.它具有频率响应快的特点,伺服阀频宽甚至能达到上千赫兹,但亦有滞环大,易漂移等缺点,制约了压电元件在电液伺服阀上的进一步应用.2.2 超磁致伸缩材料液压与电气论坛超磁致伸缩材料(GMM)与传统的磁致伸缩材料相比,在磁场的作用下能产生大得多的长度或体积变化. 利用GMM 转换器研制的直动型伺服阀是把GMM 转换器与阀芯相连,通过控制驱动线圈的电流,驱动GMM 的伸缩,带动阀芯产生位移从而控制伺服阀输出流量.该阀与传统伺服阀相比不仅有频率响应高的特点,而且具有精度高,结构紧凑的优点.目前,在GMM 的研制及应用方面,美国,瑞典和日本等国处于领先水平.国内浙江大学利用GMM 技术对气动喷嘴挡板阀和内燃机燃料喷射系统的高速强力电磁阀, 进行了结构设计和特性研究.从目前情况来看GMM 材料与压电材料和传统磁致伸缩材料相比,具有应变大,能量密度高,响应速度快,输出力大等特点.世界各国对GMM 电-机械转换器及相关的技术研究相当重视,GMM 技术水平快速发展,已由实验室研制阶段逐步进入市场开发阶段.今后还需解决GMM 的热变形,磁晶各向异性,材料腐蚀性及制造工艺, 参数匹配等方面的问题,以利于在高科技领域得到广泛运用.2.3 形状记忆合金形状记忆合金(SMA)的特点是具有形状记忆效应.将其在高温下定型后,冷却到低温状态,对其施加外力.一般金属在超过其弹性变形后会发生永久变形,而SMA 却在将其加热到某一温度之上后, 会恢复其原来高温下的形状. 利用其特性研制的伺服阀是在阀芯两端加一组由形状记忆合金绕制的SMA 执行器, 通过加热和冷却的方法来驱动SMA 执行器, 使阀芯两端的形状记忆合金伸长或收缩, 驱动阀芯作用移动, 同时加入位置反馈来提高伺服阀的控制性能.从该阀的情况来看,SMA 虽变形量大,但其响应速度较慢,且变形不连续, 也限制了其应用范围.与传统伺服阀相比,采用新型材料的电-机械转换器研制的伺服阀,普遍具有高频响, 高精度,结构紧凑的优点.虽然目前还各自呈在某些关键技术需要解决,但新型功能材料的应用和发展,给电液伺服阀的技术发展发展提供了新的途径.3/电子化,数字化技术的运用液压与电气论坛目前电子化, 数字化技术在电液伺服阀技术上的运用主要有两种方式: 其一,在电液伺服阀模拟控制元器件上加入D/A 转换装置来实现其数字控制.随着微电子技术的发展,可把控制元器件安装在阀体内部,通过计算机程序来控制阀的性能,实现数字化补偿等功能.但存在模拟电路容易产生零漂,温漂,需加D/A 转换接口等问题.其二, 为直动式数字控制阀. 通过用步进电机驱动阀芯, 将输入信号转化成电机的步进信号来控制伺服阀的流量输出.该阀具有结构紧凑,速度及位置开环可控及可直接数字控制等优点,被广泛使用.但在实时性控制要求较高的场合,如按常规的步进方法,无法兼顾量化精度及响应速度的要求.浙江工业大学采用了连续跟踪控制的办法,消除了两者之间的矛盾,获得了良好的动态特性. 此外还有通过直流力矩电机直接驱动阀芯来实现数字控制等多种控制方式或伺服阀结构改变等方法来形成众多的数字化伺服阀产品.随着各项技术水平的发展,通过采用新型的传感器和计算机技术研制出机械,电子, 传感器及计算机自我管理(故障诊断,故障排除)为一体的智能化新型伺服阀.该类伺服阀可按照系统的需要来确定控制目标:速度,位置,加速度,力或压力.同一台伺服阀可以根据控制要求设置成流量控制伺服阀, 压力控制伺服阀或流量/ 压力复合控制伺服阀. 并且伺服阀的控制参数,如流量增益,流量增益特性,零点等都可以根据控制性能最优化原则进行设置.伺服阀自身的诊断信息,关键控制参数(包括工作环境参数和伺服阀内部参数)可以及时反馈给主控制器;可以远距离对伺服阀进行监控,诊断和遥控.在主机调试期间,可以通过总线端口下载或直接由上位机设置伺服阀的控制参数, 使伺服阀与控制系统达到最佳匹配,优化控制性能.而伺服阀控制参数的下载和更新,甚至在主机运转时也能进行.而在伺服阀与控制系统相匹配的技术应用发展中, 嵌入式技术对于伺服阀已经成为现实. 按照嵌入式系统应定义为:"嵌入到对像体系中的专用计算机系统"."嵌入性","专用性"与"计算机系统"是嵌入式系统的三个基本要素.它是在传统的伺服阀中嵌入专用的微处理芯片和相应的控制系统, 针对客户的具体应用要求而构建成具有最优控制参数的伺服阀并由阀自身的控制系统完成相应的控制任务(如各控制轴同步控制),再嵌入到整个的大控制系统中去.从目前的技术发展和控制系统对伺服阀的要求看, 伺服阀的自诊断和自检测功能应该有更大的发展. 结束语当前的液压伺服控制技术已经能将自动控制技术, 液压技术与微电子有机的结合起来, 形成新一代的伺服阀产品.而随着电子设备,控制策略,软件及材料等方面的发展与进步, 电液控制技术及伺服阀产品将在机,电,液一体化获得长足的进步.四 .电液伺服阀的发展历程液压控制技术的历史最早可追溯到公元前240 年,当时一位古埃及人发明了人类历史上第一个液压伺服系统――水钟. 然而在随后漫长的历史阶段, 液压控制技术一直裹足不前, 直到18 世纪末19 世纪初,才有一些重大进展.在二战前夕,随着工业发展的需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产物.如: Askania 调节器公司及Askania-Werke 发明及申请了射流管阀原理的专利.同样, Foxboro 发明了喷嘴挡板阀原理的专利.而德国Siemens 公司发明了一种具有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域.在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀.然随着控制理论的成熟及军事应用的需要, 伺服阀的研制和发展取得了巨大成就. 1946 年, 英国Tinsiey 获得了两级阀的专利;Raytheon 和Bell 航空发明了带反馈的两级阀;MIT 用力矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好.1950 年,W.C.Moog 第一个发明了单喷嘴两级伺服阀.1953 年至1955 年间,T.H.Carson发明了机械反馈式两级伺服阀; W.C.Moog 发明了双喷嘴两级伺服阀; Wolpin 发明了干式力矩马达, 消除了原来浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题.1957 年R.Atchley 利用Askania 射流管原理研制了两级射流管伺服阀.并于1959 年研制了三级电反馈伺服阀.1959 年 2 月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了12 页的报道, 显示了当时伺服阀蓬勃发展的状况.那时生产各种类型的伺服阀的制造商有20 多家.各生产厂家为了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争. 回顾历史, 可以看到最终取胜的几个厂家, 大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀.我们可以看到, 1960 年的伺服阀已具有现代伺服阀的许多特点.如:第二级对第一级反馈形成闭环控制;采用干式力矩马达;前置级对功率级的压力恢复通常可达到50%;第一级的机械对称结构减小了温度,压力变化对零位的影响. 同时, 由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制伺服阀也已出现.当时的伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代的到来,伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品.与此同时,随着伺服阀工业运用场合的不断扩大,某些生产厂家研制出了专门使用于工业场合的工业伺服阀. Moog 公司就在1963 年推出了第一款专为工业场合使用的73 如系列伺服阀产品.随后,越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了.它们具有如下的特征:较大的体积以方便制造;阀体采用铝材(需要时亦可采用钢材);独立的第一级以方便调整及维修;主要使用在14MPa 以下的低压场合;尽量形成系列化,标准化产品.然而Moog 公司在德国的分公司却将其伺服阀的应用场合主要集中在高压场合, 一般工作压力在21MPa,有的甚至到35MPa,这就使阀的设计专重于高压下的使用可靠性.而随着伺服阀在工业场合的广泛运用, 各公司均推出了各自的适合工业场合用的比例阀. 其特点为低成本, 控制精度虽比不上伺服阀, 但通过先进的控制技术和先进的电子装置以弥补其不足, 使其性能和功效逼近伺服阀.1973 年,Moog 公司按工业使用的需要,把某些伺服阀转换成工业场合的比例阀标准接口.Bosch 研制出了其标志性的射流管先导级及电反馈的平板型伺服阀.1974 年,Moog 公司推出了低成本,大流量的三级电反馈伺服阀.Vickers 公司研制了压力补偿的KG 型比例阀.Rexroth,Bosch 及其他公司研制了用两个线圈分别控制阀芯两方向运动的比例阀等等五. 电液伺服阀运转不良引起的故障1 油动机拒动在机组启动前做阀门传动试验时，有时出现个别油动机不动的现象，在排除控制信号故障的前提下，造成上述现象的主要原因是电液伺服阀卡涩。

机器视觉的伺服控制技术简述1.前言机器视觉通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号，即用机器代替人眼来测量和判断，它是快速发展的人工智能领域的重要分支。

机器视觉的伺服控制通过对来自图像提取装置的图像信息，分析其像素分布和亮度、颜色等，提取目标特征，进而结合控制需求来控制现场的设备动作。

机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

机器视觉的应用有助于提高生产的柔性和自动化程度。

在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大幅提高生产的自动化程度和效率。

随着机器视觉技术的发展与成熟，基于机器视觉的自动监测与智能控制系统将广泛应用于电子制造、半导体、汽车、交通、工业生产等各个领域，并主要从中端生产线向前端制造和后端物流环节延伸，成为提升产业自动化水平、实现中国制造 2025 的重要技术手段。

二、机器视觉及其伺服控制技术的国内外研究现状机器视觉包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光学成像技术、传感器技术、计算机技术等，是一门多学科交叉融合技术。

机器视觉系统主要包括三部分：图像的采集、图像的处理和分析、输出或显示。

如图 1 所示，一个典型的机器视觉及控制系统包括光源、光学系统、图像捕捉系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块等。

图1 机器视觉及控制系统组成其中，采用CCD 摄像机等的光学成像系统和图像捕捉系统将被摄取目标转换成图像信号，在经采集与数字化后传送给专用的图像处理与决策系统，它根据像素分布和亮度、颜色等信息，对这些信号进行各种运算来提取目标的特征（面积、长度、数量及位置等），最后根据预设的容许度和其他条件输出结果（尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格及有/无等）；上位机实时获得检测结果后，指挥运动系统等控制执行模块执行设定的控制操作。

伺服电机xyz三轴运动机构摘要：一、伺服电机xyz 三轴运动机构简介1.概念解释2.应用领域二、伺服电机的原理与分类1.伺服电机的原理2.伺服电机的分类三、xyz 三轴运动机构的组成1.x 轴2.y 轴3.z 轴四、伺服电机xyz 三轴运动机构的应用1.工业自动化2.医疗设备3.航空航天五、发展趋势与展望1.技术发展趋势2.行业应用前景正文：伺服电机xyz 三轴运动机构是一种能够实现精确控制的机械传动装置，广泛应用于工业自动化、医疗设备、航空航天等领域。

本文将对伺服电机xyz 三轴运动机构进行简要介绍。

一、伺服电机xyz 三轴运动机构简介伺服电机xyz 三轴运动机构是一种能够实现精确控制的机械传动装置，主要通过伺服电机驱动，实现x、y、z 三个轴向的运动。

该运动机构在各个领域具有广泛的应用，具有高精度、高速度、高加速度等特点。

二、伺服电机的原理与分类1.伺服电机的原理：伺服电机是一种能够根据外部信号精确控制其转速和转矩的电机。

其工作原理是，通过比较电机的实际转速与输入信号，然后根据误差信号产生相应的控制作用，从而实现电机的精确控制。

2.伺服电机的分类：按照结构和工作原理，伺服电机可分为直流伺服电机、交流伺服电机、永磁同步伺服电机等。

三、xyz 三轴运动机构的组成1.x 轴：x 轴通常由直线运动导轨和滚珠丝杠组成，实现沿x 轴方向的直线运动。

2.y 轴：y 轴也由直线运动导轨和滚珠丝杠组成，实现沿y 轴方向的直线运动。

3.z 轴：z 轴通常由升降导轨和伺服电机组成，实现沿z 轴方向的运动。

四、伺服电机xyz 三轴运动机构的应用1.工业自动化：伺服电机xyz 三轴运动机构在工业自动化领域具有广泛应用，如数控机床、机器人、自动化生产线等。

2.医疗设备：在医疗设备领域，伺服电机xyz 三轴运动机构常用于CT、MRI 等大型医疗设备。

3.航空航天：在航空航天领域，伺服电机xyz 三轴运动机构可用于飞行器、卫星等设备的姿态控制、太阳能帆板跟踪等。

附件江苏开放大学形成性考核作业学号2016020000025姓名周宇峰课程代码110050课程名称机电设备伺服与变频应用评阅教师第 1 次任务共 3 次任务江苏开放大学一、选择题（每小题2分，共20分)1．1．带二极管整流器的SPWM 变频器是以正弦波为逆变器输出波形，是一系列( A ）的矩形波。

A 。

幅值不变，宽度可变 B. 幅值可变,宽度不变C. 幅值不变,宽度不变D. 幅值可变，宽度可变2．绕线式异步电动机双馈调速,如原处于低同步电动运行，在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势，而负载为恒转矩负载,则（ B )。

A ．10<<S ，输出功率低于输入功率 B. 0<S ，输出功率高于输入功率C ．10<<S ,输出功率高于输入功率D 。

0<S ，输出功率低于输入功率3。

当理想空载转速n 0相同时，闭环系统的静差率b s 与开环下的k s 之比为（ D ）。

A 。

1 B. 0C. 1+K （K 为开环放大倍数） D 。

1/(1+K) (K 为开环放大倍数）4. 速度单闭环系统中,不能抑制（ D ）的扰动。

A. 调节器放大倍数B. 电网电压波动C 。

负载 D. 测速机励磁电流5。

转速-电流双闭环不可逆系统正常稳定运转后，发现原定正向与机械要求的正方向相反，需改变电机运行方向。

此时不应（ C ）。

A. 调换磁场接线 B 。

调换电枢接线C. 同时调换磁场和电枢接线D. 同时调换磁场和测速发电机接线6。

一个设计较好的双闭环调速系统在稳态工作时（ C ）。

A. 两个调节器都饱和B. 两个调节器都不饱和C. ST 饱和，LT 不饱和 D 。

ST 不饱和，LT 饱和7．双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是（ A ）。

A ．ASR 饱和、ACR 不饱和B 。

ACR 饱和、ASR 不饱和C. ASR 和ACR 都饱和 D 。

ACR 和ASR 都不饱和8.在速度负反馈单闭环调速系统中，当下列（ C ）参数变化时系统无调节能力.A. 放大器的放大倍数Kp B 。

机械压力机伺服化改造的设计与研究摘要：伺服压力机内部数控系统设计极具复杂性，所涉及内容相对较多，对专业性要求也较高。

因而，综合分析伺服压力机内部数控系统设计及其实现，对今后更好地应用及优化伺服压力机内部数控系统来说现实意义较为突出。

关键词：机械压力机；伺服化；改造；设计与研究一、机械压力机发展概况人们发现最古老的用来锻造的机械是利用人力转动轮子来提起重物捶打制造零件。

14世纪,人们发明了一种液压落锤。

航海工业才能在16世纪蓬勃发展。

1842年,英国工程师Bramah发明了第一台蒸汽锤,用于锻造零件，开创了蒸汽动力锻造机的时代。

1795年,Brammer发明了液压机,直到19世纪中叶,才能锻造大零件并应用在机械上。

因为电机的发明和应用,在19世纪末出现了一种电动的机械压力机,并得到了迅速的发展。

然而,在我国,液压压力机行业的发展只有50年左右。

1952年实施了第一个五年计划,开始建立了一个独立完整的工业体系,可以设计和制造国内汽车和机车、船舶、发电厂、熔炼钢厂、飞机、火箭、甚至精密的航空航天设备。

这些都极大地促进了各种压力机的快速发展。

1957-1958年,中国开始设计制造了第一批中型锻造压力机。

20世纪60年代初,在上海和中国东北,建立了120MN级的太科液压压力机,这是我国压力机发展史上的一个重要标志。

20世纪60年代末,中国建立了一套技术要求较高的大型液压压力机,70年代后,中国开始向各个国家出口各种吨位的锻造压力机设备。

二、机械压力机伺服化改造的设计总体架构伺服压力机的数控系统总体架构以上位机、数据交互及运动控制模块为主。

上位机，可实现系统图形化的界面设计，基本功能以显示系统状态、加工曲线及吨位管理、参数管理、模具保护、电子凸轮等为主；数据交互模块，主控芯片选定Cortex-M3式架构MCU，该模块借助DPRAM和运动控制单位实现数据交互，把运动控制模块数据经CAN通信及时传递至上位机，通过系统界面显示出来。