伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Servo System）簡(jiǎn)稱(chēng)伺服系統(tǒng)，是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機(jī)床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求具有響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量.（ 使用在機(jī)電系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，為了能夠和絲杠等機(jī)械部件直接相連。伺服電機(jī)有一種專(zhuān)門(mén)的小慣量電機(jī)，為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類(lèi)電機(jī)的過(guò)載能力低，當(dāng)使用在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，必須加減速裝置。
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性，在選擇伺服電機(jī)時(shí)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不能大于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的3倍。
較大等特點(diǎn)，這類(lèi)專(zhuān)用的電機(jī)稱(chēng)為伺服電機(jī)。當(dāng)然，其基本工作原理和普通的交直流電機(jī)沒(méi)有什么不同。該類(lèi)電機(jī)的專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)單元稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)單元，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)為伺服，一般其內(nèi)部包括電流、速度和/或位置閉環(huán)。
從基本結(jié)構(gòu)來(lái)看，伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器、功率驅(qū)動(dòng)裝置、反饋裝置和電動(dòng)機(jī)（附圖）。控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過(guò)反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電；電動(dòng)機(jī)則按供電大小拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。

交流伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的組成如圖1和圖2所示。圖中的驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)構(gòu)成通常所說(shuō)的交流伺服系統(tǒng)，而交流伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的涵義更廣泛，它還包括控制器、傳感器、電磁鐵等部件，協(xié)調(diào)完成特定的運(yùn)動(dòng)軌跡或工藝過(guò)程。

圖1 交流伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的集中控制結(jié)構(gòu)

圖2 交流伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的分布控制結(jié)構(gòu)

集中控制結(jié)構(gòu)

圖1所示的是交流伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的集中控制結(jié)構(gòu)。圖中交流電機(jī)的傳感器通常為電流、位置、速度和溫度等傳感器，作為電機(jī)控制算法的輸入量，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳感器取決于工藝過(guò)程的控制量，可以是位置、溫度、壓力、張力、流量、光等傳感器。執(zhí)行元件可以是交流電機(jī)，也可以是電磁鐵、電磁閥等。控制器多采用工控機(jī)、可編程邏輯控制器(plc)，或以單片機(jī)、DSP、ARM等微控制器為核心，配上鍵盤(pán)、旋鈕、磁盤(pán)或通訊接口接受操作命令，數(shù)碼管、液晶顯示器件顯示工作參數(shù)，燈光和聲響裝置作為報(bào)警和提示之用。

集中式控制系統(tǒng)中，工藝軟件或應(yīng)用軟件固化在控制器中，對(duì)接收到的命令信號(hào)及傳感器信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，以數(shù)字量或模擬量控制驅(qū)動(dòng)器或功率開(kāi)關(guān)，主、輔運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在交流電機(jī)及執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)下完成特定運(yùn)動(dòng)。除控制器外，其它部件間沒(méi)有電信號(hào)方面的聯(lián)系，所有控制信號(hào)都來(lái)自控制器。

集中式控制結(jié)構(gòu)適用于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，以及比較成熟的驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)。簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)器中無(wú)微處理器，或微處理器的功能不足以勝任控制器的功能。對(duì)成熟的驅(qū)動(dòng)器，其與控制器的接口比較方便，參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)潔，通用性強(qiáng)，用戶(hù)只需正確選擇驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，開(kāi)發(fā)自己的控制器，加快研發(fā)和產(chǎn)品化過(guò)程。這種結(jié)構(gòu)對(duì)控制器的實(shí)時(shí)性要求較高，應(yīng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、豐富的輸入輸出口、適當(dāng)?shù)闹袛喙δ芎投〞r(shí)器。

分布式控制結(jié)構(gòu)

圖2所示的是分布式控制結(jié)構(gòu)。與圖1不同的是控制器和驅(qū)動(dòng)器的功能發(fā)生了變化。控制器只起接受命令和顯示工作參數(shù)的作用，以通訊方式與驅(qū)動(dòng)器相連，工藝軟件下移到驅(qū)動(dòng)器中，驅(qū)動(dòng)器不僅控制伺服電機(jī)，還要根據(jù)傳感器信號(hào)和通訊獲得的命令去控制功率開(kāi)關(guān)。

分布式控制結(jié)構(gòu)適合于特種或新型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，驅(qū)動(dòng)器中微處理器的功能較強(qiáng)，方案總設(shè)計(jì)者可在控制器和驅(qū)動(dòng)器的兩片微處理器間靈活分配功能，對(duì)控制器的要求降低很多，系統(tǒng)緊湊。一旦開(kāi)發(fā)成功，就會(huì)形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，系統(tǒng)價(jià)格可以降低，針對(duì)性強(qiáng)，獲得同類(lèi)應(yīng)用領(lǐng)域較大的市場(chǎng)份額。從事分布式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員應(yīng)包括電機(jī)、驅(qū)動(dòng)、控制、機(jī)械和應(yīng)用工藝等方面的人員。