伺服系统构成及其工作原理图（伺服系统的组成及作用）

伺服系统主要由伺服驱动器、编码器、伺服电机等部件组成。伺服系统是使物体的位置、方向、状态等输出受控量随着输入目标（或给定值）的变化而变化的自动控制系统。伺服驱动器收到控制命令后，向伺服电机发出信号，驱动其旋转；同时，电机内嵌的编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，伺服驱动器完成对信号的汇总和分析。和更正。从而，伺服系统以闭环形式精确控制执行器（电机等机械传动装置）的输出变量。

1. 组成

伺服驱动器主要由伺服控制单元、动力驱动单元和通信接口单元组成。伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、扭矩和电流控制器等。

伺服驱动器大致可分为两个模块：电源板和控制板。电源板为强电部分（大功率、大电流、低频的电源部分），包括两个单元。一是动力驱动单元IPM，用于驱动电机。另一个是开关电源单元，为整个系统提供数字数据。和模拟电源。控制板是弱电部分，是电机的控制核心，是伺服驱动技术核心控制算法的运行载体。控制板通过相应算法输出脉宽调制（PWM）或脉频调制（PFM）信号作为驱动电路的驱动信号，改变逆变器的输出功率，达到控制交流伺服电机的目的。其中，逆变器是将直流电（蓄电池、蓄电池）变换为定频恒压或调频调压交流电（一般为220V、50Hz正弦波）的变换器。

伺服驱动器的主要材料成本中，IGBT和DSP芯片占总材料成本的50%以上。 IGBT是一种绝缘栅双极晶体管。它是由双极晶体管和绝缘栅场效应晶体管组成的复合全控电压驱动功率半导体器件。它具有金属氧化物半场效应晶体管和功率晶体管的高输入阻抗。低传导压降的两个优点被用于功率驱动单元中，以辅助将直流电转换为交流电。我国IGBT市场90%以上被外资企业占据，短期内很难实现IGBT国产化。

2、工作原理

控制单元是整个交流伺服系统的核心，是系统的位置控制、速度控制、扭矩和电流控制器。除了快速的数据处理能力外，控制板中使用的数字信号处理器（DSP）还集成了丰富的电机控制专用集成电路，如AC/DC（交流电转直流电）转换器、PWM发生器、定时器/计数器电路、异步通信电路、CAN（控制局域网）总线收发器、高速可编程静态RAM（随机存取存储器）和大容量程序存储器等，可以实现相对复杂的控制算法，实现数字化、网络化和聪明的。

功率器件一般采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路。 IPM集成了驱动电路，还具有过压、过流、过热、欠压等故障检测和保护电路。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或市电进行整流，得到相应的直流电。整流后的三相电再通过逆变器输出交流电，驱动伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单地说是AC-DC-AC过程。

伺服环路根据输入命令信号对电机进行比例控制。简单的伺服驱动器包含用于控制扭矩的单个伺服环路。更先进的伺服驱动器可以添加速度环，也可以包括位置环。在完整的伺服驱动系统中，来自运动控制器的数字信号将利用这三个伺服环路来命令所需的运动轨迹，以优化性能。每个循环向下一个循环发送信号并监视适当的反馈元素，从而允许实时校正以匹配命令参数。