許煒康（浙江工業(yè)大學(xué)，浙江　杭州　　310014）

交流伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其研究熱點

許煒康
（浙江工業(yè)大學(xué)，浙江杭州310014）

摘要：當前，我國對交流伺服控制系統(tǒng)的研究始于20世紀70年代，研究隊伍主要是高校和專門的研究所，在該方面的研究我國不惜投入大量成本，主要運用于軍事、航空事業(yè)的發(fā)展。盡管如此，我國的交流伺服控制系統(tǒng)由于生產(chǎn)緩慢批量少，價格高且技術(shù)水平低導(dǎo)致其不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，運用領(lǐng)域范圍小。本文主要分析了交流伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點。

關(guān)鍵詞：伺服控制系統(tǒng)；發(fā)展現(xiàn)狀；研究熱點

交流伺服控制系統(tǒng)主要包括異步電機和同步電機的交流伺服控制系統(tǒng)兩種，具有穩(wěn)定性好，精確性高等優(yōu)點。隨著科技水平的不斷提高，現(xiàn)代交流伺服控制系統(tǒng)也在不斷地發(fā)生變革，由原來的模擬向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，數(shù)字化已經(jīng)普遍涉及到該系統(tǒng)的各個控制環(huán)節(jié)中，其生命發(fā)展周期越來越短。因此，對于交流伺服控制系統(tǒng)的熱點進行研究分析要立足市場發(fā)展需求，并對其發(fā)展的新形勢和前景作出準確判斷。

1　我國交流伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1當前市場上交流伺服控制系統(tǒng)的分類

當前市場上，交流伺服控制系統(tǒng)的按期電機容量可對其進行微型、小型、中型和大型四種規(guī)格分類。釹鐵硼隨著永磁技術(shù)的不斷改造和發(fā)展，被廣泛地運用到永磁伺服電機的改造中去。當前，市場上的所有電機總類中，永磁伺服電機是最受歡迎的，因為永磁伺服電機采用了先進的永磁制造材料結(jié)合科學(xué)合理的交流伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得伺服電機的通信效率、生命周期和分辨率等多項指標都得到了很大程度上的提高，這些指標改善以往電機機身強大的劣勢，實現(xiàn)小的伺服電機也能朝著高配置高性能的方向發(fā)展，開拓伺服電機的市場。

由于交流伺服控制系統(tǒng)在我國的工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中的運用日益廣泛，以其為基礎(chǔ)的相關(guān)種類產(chǎn)品也得到開拓與發(fā)展，產(chǎn)品的種類日益多樣化齊全，不在僅僅是局限于伺服電機的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向了變頻器，伺服控制器等多個種類，在工業(yè)領(lǐng)域一應(yīng)俱全。交流伺服控制系統(tǒng)有原來的模擬伺服系統(tǒng)向數(shù)字模擬伺服系統(tǒng)再向全數(shù)字伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，其伺服電機可以分為同步電機和異步電機兩種。

1.2當前我國交流伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的優(yōu)劣勢

當前，永磁式交流伺服控制系統(tǒng)在交流伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展中占據(jù)主導(dǎo)地位。我國地域廣闊，稀土資源豐富，在永磁式材料稀土資源和對永磁式電機的開發(fā)和研究技術(shù)水平，我國在國際上處于優(yōu)勢地位，這為我國永磁式交流伺服電機的進一步發(fā)展提供了有利條件。但是，目前我國交流伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展在速度控制范圍、速度的精確度調(diào)節(jié)以及運行穩(wěn)定性等多個方面仍與國外的研究有一點的差距。如在電機的響應(yīng)頻率上，國外水平已經(jīng)達到900Hz，而我國目前的水平只達到200Hz～500Hz，與國外的先進水平存在明顯的差距。國外對交流伺服控制系統(tǒng)的核心技術(shù)進行封鎖，嚴重地影響了我國交流伺服控制系統(tǒng)技術(shù)的前進與發(fā)展，因此，我國應(yīng)該要發(fā)揚自己的優(yōu)勢，加強對永磁式伺服控制系統(tǒng)的研究。

2　交流伺服控制系統(tǒng)的研究熱點

2.1交流伺服控制系統(tǒng)的研究方向

當前，交流伺服控制系統(tǒng)正在朝著永磁化、全數(shù)字化和高度集成一體化以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)變。我國永磁材料和稀土材料資源豐富，能夠為永磁式伺服控制系統(tǒng)電機的發(fā)展提供成本低廉的原料，且永磁式電機抗震能力強，性能高，其運用領(lǐng)域已經(jīng)擴展到電動汽車和電梯各個領(lǐng)域中去，運用范圍廣。伺服控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的估算工作都有計算機軟件代行，實現(xiàn)伺服控制系統(tǒng)的高度數(shù)字化，使其更新方式更加靈活多樣。伺服控制系統(tǒng)的智能模塊已經(jīng)將保護、驅(qū)動和開關(guān)控制融為一體，不再對其進行單獨的設(shè)計，大大減少產(chǎn)品的體積，提高產(chǎn)品的工作效率。將交流伺服控制系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行開發(fā)，能夠有效地實現(xiàn)車間機器自動化工作模式的形成，促進各個控制系統(tǒng)自動化，加速綜合自動化的發(fā)展進程。

2.2交流伺服控制系統(tǒng)的研究熱點

直線電動機在數(shù)控機床中的運用具有加減速自由不受擾，高速度響應(yīng)且其精度高等方面的優(yōu)勢，但是它不能安裝在機床的邊緣，智能安裝在機床的身上，導(dǎo)致其防塵仿磁效果不佳，且不夠靈活等問題的出現(xiàn)，這給直線電動機的設(shè)計增添了難度，未來直線電動機的發(fā)展應(yīng)該朝著能夠消除端部磁效應(yīng)，控制器要有更強的魯棒性方向發(fā)展。要盡量消除伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動在工作過程中的摩擦系數(shù)，消除摩擦噪音，提高工作速度和工作效率的精度，這也是未來伺服控制系統(tǒng)工作研究的一個主要方向。高檔數(shù)控機床中的軌跡多傳動聯(lián)動伺服控制器中的個控制器的精確性不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致刀具軌跡運動不夠精準，單軸軌跡運動出現(xiàn)較大的誤差，多軸之間不能夠很好地配合，實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作，這是交流伺服控制系統(tǒng)發(fā)展需要研究的又一個熱點問題。二自由度方法設(shè)計交流伺服控制系統(tǒng)能夠有效地克服伺服系統(tǒng)滯后的現(xiàn)象，實現(xiàn)單軸軌跡運動的高精度性，克服魯棒性的脆弱性，以零誤差的相位來對交流伺服控制系統(tǒng)進行跟蹤控制，使交流伺服控制系統(tǒng)能夠朝著更穩(wěn)定，精確度更高的方向發(fā)展。

結(jié)語

隨著市場需求的轉(zhuǎn)變以及科技水平的提高，交流伺服控制系統(tǒng)的運用范圍越來越廣，對其研究發(fā)展也在發(fā)生日新月異的變化，伺服控制系統(tǒng)由原來的模擬控制系統(tǒng)向模擬數(shù)字相結(jié)合控制系統(tǒng)再向全數(shù)字化的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變發(fā)展，進一步實現(xiàn)伺服控制系統(tǒng)的網(wǎng)路化和智能化，使交流伺服控制系統(tǒng)能夠最大化地擴大其優(yōu)點，更好地為經(jīng)濟工業(yè)發(fā)展服務(wù)。

參考文獻

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中圖分類號：TM921

文獻標識碼：A

作者簡介：許煒康（1993—），男，浙江省富陽市人，學(xué)校：浙江工業(yè)大學(xué)，專業(yè)方向：機電一體化。