對機械運動進行控制的回饋控制系統,又稱隨動系統。伺服系統泛指使輸出變數精確地跟隨或複現某個過程的控制系統。在很多情況下,伺服系統專指被控制量(系統的輸出量)是機械位移或位移速度、加速度的回饋控制系統,其作用是使輸出的機械位移(或轉角)準確地跟蹤輸入的位移(或轉角)。伺服系統的結構組成和其他形式的回饋控制系統沒有原則上的區別。

  伺服系統最初用於船舶的自動駕駛、火炮控制和指揮儀中,後來逐漸推廣到很多領域,特別是自動車床、天線線位置控制、導彈和飛船的制導等。采用伺服系統主要是為瞭達到下面的幾個目的:①以小功率指令信號去控制大功率負載。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。②在沒有機械連接的情況下,由輸入軸控制位於遠處的輸出軸,實現遠距同步傳動。③使輸出機械位移精確地跟蹤電信號,如記錄和指示儀表等。

  衡量伺服系統性能的主要指標有頻帶寬度和精度。頻帶寬度簡稱帶寬,由系統頻率響應特性來規定,反映伺服系統的跟蹤的快速性。帶寬越大,快速性越好。圖中是伺服系統的典型頻率響應特性。通常取頻率響應特性的對數幅頻特性的值降到-3分貝時所對應的頻率值ωb為系統的帶寬(從坐標原點ω=0算起)。伺服系統的帶寬主要受控制對象和執行機構的慣性的限制。慣性越大,帶寬越窄。一般伺服系統的帶寬小於15赫,大型設備伺服系統的帶寬則在1~2赫以下。伺服系統的精度主要決定於所用的測量元件的精度。因此,在伺服系統中必須采用高精度的測量元件,如精密電位器、自整角機和旋轉變壓器等。此外,也可采取附加措施來提高系統的精度,例如將測量元件(如自整角機)的測量軸通過減速器與轉軸相連,使轉軸的轉角得到放大,來提高相對測量精度。采用這種方案的伺服系統稱為精測粗測系統或雙通道系統。通過減速器與轉軸嚙合的測角線路稱精讀數通道,直接取自轉軸的測角線路稱粗讀數通道。

  伺服系統按所用驅動元件的類型可分為機電伺服系統、液壓伺服系統和氣動伺服系統。

  

參考書目

 威爾桑著,韋登谷等譯:《伺服系統設計的現代實踐》,國防工業出版社,北京,1977。(D.R.Wilson, Modern Practicein Servo Design,Pergamon Press,Oxford, 1970.)