隨著工業自動化的發展，越來越多的領域開始使用工業機器人代替人力。對于機器人制造商和機器人消費者而言，選擇合適的伺服電機始終是一項艱難的任務。機器人的關節驅動離不開伺服系統，伺服控制系統則是實現機器人機械本體控制和伺服機構控制的重要部分。因而要了解機器人的運作過程，必然繞不過伺服系統。

伺服系統

伺服系統是以變頻技術為基礎發展起來的產品，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統。伺服系統除了可以進行速度與轉矩控制外，還可以進行精確、快速、穩定的位置控制。

廣義的伺服系統是精確地跟蹤或復現某個給定過程的控制系統，也可稱作隨動系統。

狹義伺服系統又稱位置隨動系統，其被控制量（輸出量）是負載機械空間位置的線位移或角位移，當位置給定量（輸入量）作任意變化時，系統的主要任務是使輸出量快速而準確地復現給定量的變化。

伺服系統的結構組成

機電一體化的伺服控制系統的結構、類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統一般包括控制器、被控對象、執行環節、檢測環節、比較環節等五部分。

伺服系統組成原理框圖

1、比較環節

比較環節是將輸入的指令信號與系統的反饋信號進行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號的環節，通常由專門的電路或計算機來實現。

2、控制器

控制器通常是計算機或PID（比例、積分和微分）控制電路，其主要任務是對比較元件輸出的偏差信號進行變換處理，以控制執行元件按要求動作。

3、執行環節

執行環節的作用是按控制信號的要求，將輸入的各種形式的能量轉化成機械能，驅動被控對象工作。機電一體化系統中的執行元件一般指各種電機或液壓、氣動伺服機構等。

4、被控對象

被控對象指被控制的物件，例如一個機械手 臂，或是一個機械工作平臺。

5、檢測環節

檢測環節是指能夠對輸出進行測量并轉換成比較環節所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉換電路。

伺服系統的特點和功用

伺服系統與一般機床的進給系統有本質上差別，它能根據指令信號精確地控制執行部件的運動速度與位置。伺服系統是數控裝置和機床的聯系環節，是數控系統的重要組成，具有以下特點：

必須具備高精度的傳感器，能準確地給出輸出量的電信號。

功率放大器以及控制系統都必須是可逆的。

足夠大的調速范圍及足夠強的低速帶載性能。

快速的響應能力和較強的抗干擾能力。

伺服系統的類型

按控制原理分：有開環、閉環和半閉環三種形式

按被控制量性質分：有位移、速度、力和力矩等伺服系統形式

按驅動方式分：有電氣、液壓和氣壓等伺服驅動形式

按執行元件分：有步進電機伺服、直流電機伺服和交流電機伺服形式