構(gòu)成伺服機(jī)構(gòu)的元件叫伺服元件。由驅(qū)動(dòng)放大器(伺服放大器)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī))和檢測(cè)器組成。在系統(tǒng)內(nèi)包括了大量的電力電子器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成度高。位置、速度和電流環(huán)均由調(diào)節(jié)控制模塊、檢測(cè)和反饋部分組成;電力電子驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路和功率放大器組成。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，位置控制包括位置、速度和電流控制;速度控制包括速度和電流控制。伺服系統(tǒng)一般由以下部分組成：
一、控制器
控制器是伺服系統(tǒng)的核心部分，它的主要功能包括：
接收信號(hào)：接收來(lái)自外部的指令信號(hào)，這些信號(hào)包含了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的期望，例如位置、速度、加速度等信息。
信號(hào)處理：對(duì)接收的指令信號(hào)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為伺服系統(tǒng)能夠理解和執(zhí)行的控制信號(hào)。這可能涉及到復(fù)雜的算法運(yùn)算，如PID（比例-積分-微分）控制算法等，以確保系統(tǒng)的響應(yīng)速度、精度和穩(wěn)定性。
生成控制指令：根據(jù)處理后的信號(hào)，生成相應(yīng)的控制指令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)裝置，指揮驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成指定的動(dòng)作。
二、驅(qū)動(dòng)裝置
驅(qū)動(dòng)裝置起到了功率放大和能量轉(zhuǎn)換的作用，其主要構(gòu)成與作用如下：
功率放大器：將控制器輸出的微弱控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的伺服系統(tǒng)中，功率放大器可以將控制信號(hào)放大為足夠大的電流和電壓信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
驅(qū)動(dòng)電路：根據(jù)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電路的類(lèi)型也有所不同。對(duì)于電機(jī)類(lèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)控制電機(jī)的相電流、相電壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等功能。
三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)是伺服系統(tǒng)中直接對(duì)外做功的部分，它的主要類(lèi)型與特點(diǎn)如下：
電機(jī)：電機(jī)是最常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，如直流電機(jī)、交流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等。不同類(lèi)型的電機(jī)具有不同的性能特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，直流電機(jī)控制簡(jiǎn)單，但維護(hù)成本較高；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，但控制相對(duì)復(fù)雜；伺服電機(jī)具有高精度、高響應(yīng)速度等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格相對(duì)較貴。
液壓馬達(dá)：在一些大功率、高負(fù)載的場(chǎng)合，液壓馬達(dá)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。它利用液壓油的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，輸出較大的扭矩和功率，能夠承受較大的負(fù)載沖擊。
氣缸：在一些需要直線運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，氣缸可以作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它通過(guò)壓縮空氣推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
四、檢測(cè)裝置
檢測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)伺服系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將檢測(cè)到的信息反饋給控制器，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。主要的檢測(cè)裝置包括：
位置傳感器：用于檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置信息，常見(jiàn)的位置傳感器有編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光柵尺等。編碼器可以精確地測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)角或直線位移，分辨率高，廣泛應(yīng)用于高精度的伺服系統(tǒng)中；旋轉(zhuǎn)變壓器具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于惡劣環(huán)境下的位置檢測(cè)；光柵尺則主要用于直線位移的高精度測(cè)量。
速度傳感器：速度傳感器用于測(cè)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度，例如測(cè)速發(fā)電機(jī)、霍爾傳感器等。測(cè)速發(fā)電機(jī)通過(guò)測(cè)量電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)計(jì)算速度，輸出信號(hào)穩(wěn)定；霍爾傳感器則利用霍爾效應(yīng)檢測(cè)磁場(chǎng)變化，從而測(cè)量速度，具有響應(yīng)速度快、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
電流傳感器：電流傳感器用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)裝置輸出的電流，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作電流，防止電機(jī)過(guò)載。常見(jiàn)的電流傳感器有霍爾電流傳感器、互感器等?；魻栯娏鱾鞲衅骶雀?、響應(yīng)速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式測(cè)量；互感器則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
