作為數(shù)控機床的重要功能部件，多自由度平臺伺服系統(tǒng)的特性一直是影響系統(tǒng)加工性能的重要指標。圍繞伺服系統(tǒng)動態(tài)特性與靜態(tài)特性的提高，近年來發(fā)展了多種伺服驅(qū)動技術?？梢灶A見，隨著超高速切削、網(wǎng)絡制造等先進制造技術的發(fā)展，具有網(wǎng)絡接口的全數(shù)字伺服系統(tǒng)、直線電動機及高速電主軸等將成為數(shù)控機床行業(yè)關注的熱點，并成為伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向。

（1）交流化

伺服技術將繼續(xù)迅速地由DC伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)向AC伺服系統(tǒng)。從目前國際市場的情況看，幾乎所有的新產(chǎn)品都是AC伺服系統(tǒng)。在工業(yè)發(fā)達國家，AC伺服電機的市場占有率已超過80％ 。國內(nèi)生產(chǎn)AC伺服電機的廠家也越來越多，正逐步超過生產(chǎn)DC伺服電機的廠家?？梢灶A見，在不遠的將來，除了在某些微型電機領域之外，AC伺服電機將完全取代DC伺服電機。

（2）全數(shù)字化

采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機（DSP）的伺服控制單元將全面代替以模擬電子器件為主的伺服控制單元，從而實現(xiàn)完全數(shù)字化的伺服系統(tǒng)。全數(shù)字化的實現(xiàn)，將原有的硬件伺服控制變成了軟件伺服控制，從而使在伺服系統(tǒng)中應用現(xiàn)代控制理論的先進算法（如：人工智能、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡等）成為可能。

（3）采用新型電力電子半導體器件

目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件多采用開關頻率很高的新型功率半導體器件，主要有大功率晶體管（GTR）、功率場效應管（MOSFET）和絕緣門極晶體管（IGBT）等。這些先進器件的應用顯著降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應速度，降低了運行噪聲。尤其是，新型的伺服控制系統(tǒng)已開始使用一種把控制電路功能和大功率電子開關器件集成在一起的新型模塊，稱為智能控制功率模塊（Intelligent Power Mod—ules，簡稱IPM）。這種器件將輸人隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊中。其輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容，與微處理器的輸出可直接接口。它的應用顯著地簡化了伺服單元的設計，并實現(xiàn)了伺服系統(tǒng)的小型化和微型化。

（4）高度集成化

新的伺服系統(tǒng)產(chǎn)品改變了將伺服系統(tǒng)劃分為速度伺服單元與位置伺服單元2個模塊的做法，代之以單一、高度集成化、多功能的控制單元。同一個控制單元，只要通過軟件設置系統(tǒng)參數(shù)就可改變其性能，既可以使用電機本身配置的傳感器構成半閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，又可以通過接口與外部的位置或速度或力矩傳感器構成高精度的全閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。高度的集成化還顯著縮小了整個控制系統(tǒng)的體積，使伺服系統(tǒng)的安裝與調(diào)試工作都得到簡化。

（5）智能化

智能化是當前一切工業(yè)控制設備的流行趨勢，伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為一種高級的工業(yè)控制裝置也不例外。數(shù)字化的伺服控制單元通常都設計為智能型產(chǎn)品，其智能化特點表現(xiàn)在：① 都具有參數(shù)記憶功能。系統(tǒng)的所有運行參數(shù)都可通過人機對話的方式由軟件來設置，保存在伺服單元內(nèi)部，通過通信接口，這些參數(shù)甚至可以在運行途中由上位計算機加以修改，應用方便；② 都具有故障自診斷與分析功能。無論什么時候，只要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會將故障類型及可能引起故障的原因通過用戶界面清楚地顯示出來，這就簡化了維修與調(diào)試的復雜性；③有的伺服系統(tǒng)還具有參數(shù)自整定的功能。眾所周知，閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)整定是保證系統(tǒng)性能指標的重要環(huán)節(jié)，也是需要耗費較多時間與精力的工作。帶有自整定功能的伺服單元可通過幾次試運行，自動將系統(tǒng)的參數(shù)整定出來，并自動實現(xiàn)其優(yōu)化。對于使用伺服單元的用戶來說，這是新型伺服系統(tǒng)具吸引力的特點之一。

（6）模塊化和網(wǎng)絡化

在國外，以工業(yè)局域網(wǎng)技術為基礎的工廠自動化（Factory Automation，簡稱FA）工程技術在近lO年來得到了長足發(fā)展，并顯示出良好的發(fā)展勢頭。為適應這一發(fā)展趨勢，伺服系統(tǒng)都配置了標準的串行通信接口（如RS一232C或RS一422接口等）和專用的局域網(wǎng)接口。這些接口的設置顯著增強了伺服單元與其它控制設備問的互聯(lián)能力，從而，與CNC系統(tǒng)問的連接也變得簡單，只需1根電纜或光纜就可將數(shù)臺，甚至數(shù)十臺伺服單元與上位計算機連接為整個數(shù)控系統(tǒng)。也可通過串行接口與可編程控制器（plc）的數(shù)控模塊相連。

綜上所述，伺服系統(tǒng)將向兩個方向發(fā)展：一個是滿足一般工業(yè)應用要求，對性能指標要求不高的應用場合，追求低成本、少維護、使用簡單等特點的驅(qū)動產(chǎn)品，如變頻電機、變頻器等；另一個就是代表著伺服系統(tǒng)發(fā)展水平的主導產(chǎn)品——伺服電機、伺服控制器，追求高性能、高速度、數(shù)字化、智能型、網(wǎng)絡化的驅(qū)動控制，以滿足用戶較高的應用要求。

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