圖1 伺服驅動器原理框圖

　　伺服驅動器結構

　　伺服驅動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅動電路，IPM內部集成了驅動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入了軟啟動電路，以減小啟動過程對驅動器的沖擊。

　　整流部：通過整流部，將交流電源變?yōu)橹绷麟娫矗涬娙轂V波，產生平穩(wěn)無脈動的直流電源。

　　逆變部：由控制部過來的SPWM信號，驅動IGBT，將直流電源變?yōu)镾PWM波形，以驅動伺服電機。

　　控制部分：伺服單元采用全數(shù)字化結構，通過高性能的硬件支持，實現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化，現(xiàn)在所有的伺服已采用(DSP數(shù)字信號處理)芯片，DSP，能夠執(zhí)行位置、速度、轉矩和電流控制器的功能。給出PWM信號控制信號作用于功率驅動單元，并能夠接收處理位置與電流反饋，具有通訊接口。

　　編碼器：伺服電機配有高性能的轉角測量編碼器，可以精確測量轉子的位置與電機的轉速。

　　目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來越多地采用開關頻率很高的新型功率半導體器件，主要有大功率晶體管(GTR)、功率場效應管 (MOSFET)和絕緣門極晶體管(IGPT)等。這些先進器件的應用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應速度，降低了運行噪聲。

　　尤其值得一提的是，最新型的伺服控制系統(tǒng)已經開始使用一種把控制電路功能和大功率電子開關器件集成在一起的新型模塊，稱為智能控制功率模塊(Intelligent Power Modules，簡稱IPM)。這種器件將輸入隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護及故障診斷等功能全部集成于一個不大的模塊之中。其輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容，與微處理器的輸出可以直接接口。它的應用顯著地簡化了伺服單元的設計，并實現(xiàn)了伺服系統(tǒng)的小型化和微型化。

　　結構組成

　　機電一體化的伺服控制系統(tǒng)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(tǒng)一般包括控制器，被控對象，執(zhí)行環(huán)節(jié)，檢測環(huán)節(jié)，比較環(huán)節(jié)等五部分。

　　比較環(huán)節(jié)

　　比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號與系統(tǒng)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(huán)節(jié)，通常由專門的電路或計算機來實現(xiàn)。

　　控制器

　　控制器通常是計算機或PID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(zhí)行元件按要求動作。

　　執(zhí)行環(huán)節(jié)

　　執(zhí)行環(huán)節(jié)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(tǒng)中的執(zhí)行元件一般指各種電機或液壓，氣動伺服機構等。

　　被控對象

　　機械參數(shù)量包括位移，速度，加速度，力，和力矩為被控對象。

　　檢測環(huán)節(jié)

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