一、伺服系統的發展趨勢有哪些
1、高效率化：盡(jin)管這方面的(de)工作早就在進行，但是(shi)仍需要繼續加(jia)強(qiang)。主要包括(kuo)電(dian)機本身的(de)高(gao)效率比如永磁材料性能的(de)改進和(he)更(geng)好的(de)磁鐵安裝結構設(she)計，也包括(kuo)驅動(dong)系(xi)統的(de)高(gao)效率化，包括(kuo)逆(ni)變器驅動(dong)電(dian)路的(de)優化，加(jia)減速(su)運動(dong)的(de)優化，再生制(zhi)動(dong)和(he)能量反饋(kui)以及更(geng)好的(de)冷卻方式等(deng)。
2、直接驅動：直(zhi)(zhi)接驅(qu)動包括(kuo)采用(yong)盤式電(dian)機的轉(zhuan)臺伺服驅(qu)動和采用(yong)直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)機的線(xian)性伺服驅(qu)動，由于消除了中間傳遞誤差，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)了高(gao)速化和高(gao)定位精度。直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)機容易改變形狀的特點可以使采用(yong)線(xian)性直(zhi)(zhi)線(xian)機構的各種裝置實(shi)現(xian)小型(xing)化和輕量(liang)化。
3、高速、高精、高性能化：采用更高精度的編碼器（每轉百萬脈沖級），更高采樣精度和數據位數、速度更快的DSP，無齒槽效應的高性能旋轉電機、直線電機，以及應用自適應、人工智能等各種現代控制策略，不斷將伺服系統的指標提高。
4、一體化和集成化：電動(dong)機(ji)、反饋、控(kong)制、驅(qu)動(dong)、通(tong)訊(xun)的(de)(de)縱(zong)向(xiang)一(yi)體(ti)化成(cheng)(cheng)為(wei)當前小功率伺(si)(si)服系統(tong)的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)發展方向(xiang)。有(you)時我們稱這種(zhong)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)了(le)驅(qu)動(dong)和通(tong)訊(xun)的(de)(de)電機(ji)叫智能化電機(ji)（Smart Motor），有(you)時我們把(ba)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)了(le)運動(dong)控(kong)制和通(tong)訊(xun)的(de)(de)驅(qu)動(dong)器(qi)叫智能化伺(si)(si)服驅(qu)動(dong)器(qi)。電機(ji)、驅(qu)動(dong)和控(kong)制的(de)(de)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)使(shi)三者從設計、制造到運行、維(wei)護都更緊密(mi)地融(rong)為(wei)一(yi)體(ti)。但是(shi)這種(zhong)方式(shi)面臨更大(da)的(de)(de)技(ji)術(shu)挑戰(zhan)（如(ru)可靠(kao)性）和工程(cheng)師(shi)使(shi)用習(xi)慣的(de)(de)挑戰(zhan)，因此很(hen)難成(cheng)(cheng)為(wei)主(zhu)流，在(zai)整(zheng)個(ge)(ge)伺(si)(si)服市場中是(shi)一(yi)個(ge)(ge)很(hen)小的(de)(de)有(you)特色的(de)(de)部(bu)分。
5、通用化：通(tong)用型驅(qu)(qu)動(dong)器(qi)(qi)配(pei)置(zhi)(zhi)有大(da)量(liang)的(de)參數和豐富(fu)的(de)菜單功能(neng)，便于(yu)用戶在不改變硬件(jian)配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)條件(jian)下，方便地(di)設置(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)V/F 控(kong)制(zhi)(zhi)、無速(su)度(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)開環(huan)矢量(liang)控(kong)制(zhi)(zhi)、閉環(huan)磁通(tong)矢量(liang)控(kong)制(zhi)(zhi)、永磁無刷交流伺(si)服電動(dong)機控(kong)制(zhi)(zhi)及(ji)再生單元等五(wu)種(zhong)工作方式，適(shi)用于(yu)各種(zhong)場合，可以(yi)驅(qu)(qu)動(dong)不同類型的(de)電機，比如異步電機、永磁同步電機、無刷直流電機、步進(jin)電機，也可以(yi)適(shi)應不同的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)類型甚至無位置(zhi)(zhi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)。可以(yi)使用電機本身配(pei)置(zhi)(zhi)的(de)反饋構(gou)成(cheng)(cheng)半閉環(huan)控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)，也可以(yi)通(tong)過接口與外部的(de)位置(zhi)(zhi)或速(su)度(du)或力(li)矩(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)構(gou)成(cheng)(cheng)高(gao)精度(du)全閉環(huan)控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)。
6、智能化：現代(dai)交流(liu)伺服(fu)驅(qu)(qu)動(dong)器(qi)(qi)都(dou)具備參數(shu)記憶、故(gu)障自(zi)(zi)(zi)診斷(duan)和(he)分析功(gong)能(neng)，絕(jue)大多數(shu)進口驅(qu)(qu)動(dong)器(qi)(qi)都(dou)具備負載(zai)慣(guan)量測(ce)定和(he)自(zi)(zi)(zi)動(dong)增益(yi)調整功(gong)能(neng)，有的可以自(zi)(zi)(zi)動(dong)辨識電機(ji)的參數(shu)，自(zi)(zi)(zi)動(dong)測(ce)定編碼器(qi)(qi)零位，有些則能(neng)自(zi)(zi)(zi)動(dong)進行振(zhen)動(dong)抑止。將電子齒輪、電子凸(tu)輪、同步(bu)跟蹤、插(cha)補運(yun)動(dong)等(deng)控制(zhi)功(gong)能(neng)和(he)驅(qu)(qu)動(dong)結合在一起，對于伺服(fu)用戶來說(shuo)，則提供了更好(hao)的體驗。
7、網絡化和模塊化：將現場總(zong)線(xian)和工業以(yi)太網(wang)技(ji)術(shu)(shu)、甚至(zhi)無線(xian)網(wang)絡(luo)(luo)技(ji)術(shu)(shu)集成(cheng)到伺(si)服(fu)(fu)驅(qu)動器當中，已經成(cheng)為歐洲和美國廠商的(de)(de)(de)常用做法。現代工業局域網(wang)發(fa)展的(de)(de)(de)重要(yao)方(fang)向和各種總(zong)線(xian)標準競爭的(de)(de)(de)焦(jiao)點就是如何適應高性(xing)能運動控(kong)制對(dui)數據傳輸實時性(xing)、可靠性(xing)、同(tong)步(bu)性(xing)的(de)(de)(de)要(yao)求。隨著國內對(dui)大規模(mo)分(fen)布式(shi)控(kong)制裝置的(de)(de)(de)需求上(shang)升(sheng)，高檔數控(kong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)成(cheng)功，網(wang)絡(luo)(luo)化(hua)數字(zi)伺(si)服(fu)(fu)的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)已經成(cheng)為當務之(zhi)急(ji)。模(mo)塊(kuai)化(hua)不僅指伺(si)服(fu)(fu)驅(qu)動模(mo)塊(kuai)、電源模(mo)塊(kuai)、再生(sheng)制動模(mo)塊(kuai)、通訊模(mo)塊(kuai)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)組(zu)合方(fang)式(shi)，而且指伺(si)服(fu)(fu)驅(qu)動器內部(bu)軟件和硬件的(de)(de)(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)和可重用。
8、從故障診斷到預測性維護：隨(sui)著(zhu)機器安(an)全標準(zhun)的(de)(de)不斷(duan)發(fa)展，傳統的(de)(de)故障診(zhen)斷(duan)和保護(hu)技(ji)(ji)術(shu)（問題(ti)發(fa)生(sheng)的(de)(de)時候判斷(duan)原(yuan)因并采取(qu)措施避免(mian)故障擴大化(hua)）已經(jing)落伍(wu)，最(zui)新的(de)(de)產品(pin)嵌入(ru)了預測性維護(hu)技(ji)(ji)術(shu)，使得人們可(ke)以(yi)通過Internet及時了解重要(yao)技(ji)(ji)術(shu)參數(shu)的(de)(de)動態趨勢，并采取(qu)預防性措施。比如：關注電流的(de)(de)升(sheng)高，負載變化(hua)時評估尖峰電流，外殼或鐵芯溫度(du)升(sheng)高時監視(shi)溫度(du)傳感器，以(yi)及對電流波形發(fa)生(sheng)的(de)(de)任何(he)畸變保持警惕。
9、專用化和多樣化：雖然市場上存在(zai)通用(yong)化(hua)的(de)(de)伺(si)(si)服(fu)產(chan)品(pin)系列，但(dan)是為某種特(te)定應用(yong)場合專(zhuan)門(men)設計(ji)制造的(de)(de)伺(si)(si)服(fu)系統(tong)比(bi)比(bi)皆是。利用(yong)磁(ci)性(xing)(xing)材料不同性(xing)(xing)能(neng)、不同形狀、不同表面(mian)粘(zhan)接結(jie)構（SPM）和嵌入(ru)式(shi)永磁(ci)（IPM）轉子(zi)結(jie)構的(de)(de)電機出現，分(fen)割(ge)式(shi)鐵芯結(jie)構工藝在(zai)日本(ben)的(de)(de)使用(yong)使永磁(ci)無刷伺(si)(si)服(fu)電機的(de)(de)生產(chan)實現了(le)高(gao)效率、大批(pi)量和自動化(hua)，并引起國(guo)內廠家的(de)(de)研究(jiu)。
10、小型化和大型化：無(wu)(wu)論是永磁無(wu)(wu)刷伺服電(dian)機(ji)(ji)(ji)還是步進電(dian)機(ji)(ji)(ji)都積極(ji)向(xiang)更小的(de)(de)尺(chi)(chi)寸發展，比如(ru)20，28，35mm外(wai)徑；同時也在發展更大(da)功率(lv)和尺(chi)(chi)寸的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)種，已經看(kan)到500KW永磁伺服電(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)出現，體現了向(xiang)兩極(ji)化發展的(de)(de)傾向(xiang)。
二、伺服系統的發展方向
隨著生產力不斷發展，要求伺服系統向高精度、高速度、大功(gong)率(lv)方向發展。
1、充分利(li)用迅(xun)速發展的(de)(de)電子和(he)計(ji)算(suan)機(ji)技術(shu)，采用數字式(shi)伺服系統，利(li)用微機(ji)實現(xian)調節控制(zhi)(zhi)，增強軟件控制(zhi)(zhi)功能，排除模擬(ni)電路(lu)的(de)(de)非線性誤差和(he)調整誤差以及溫度漂移等因素(su)的(de)(de)影(ying)響，這可大大提高伺服系統的(de)(de)性能，并為實現(xian)最(zui)優控制(zhi)(zhi)、自適(shi)應控制(zhi)(zhi)創造條件。
2、開發高精度、快(kuai)速檢測元件。
3、開發高(gao)性能(neng)的(de)伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機(ji)（執(zhi)行(xing)元件）。交流伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機(ji)的(de)變(bian)速比(bi)已(yi)達1∶10000，使用(yong)日益增多。無(wu)(wu)刷電(dian)(dian)機(ji)因(yin)無(wu)(wu)電(dian)(dian)刷和換向片零部件，加(jia)速性能(neng)要(yao)比(bi)直流伺(si)服(fu)電(dian)(dian)機(ji)高(gao)兩倍，維護也(ye)較方便，常用(yong)于高(gao)速數(shu)控機(ji)床。
