I. บทนำ
ระบบเซอร์โวซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่และการควบคุมที่แม่นยำ มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการดำเนินงานของทั้งระบบเนื่องจากความเสถียรและความแม่นยำ เอกสารนี้จะให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับคำจำกัดความ ข้อกำหนดพื้นฐาน ส่วนประกอบพื้นฐาน และการประยุกต์ใช้ระบบเซอร์โวในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้อ่านมีความเข้าใจที่ครอบคลุมและเจาะลึก-
ครั้งที่สอง คำจำกัดความของระบบเซอร์โว
ระบบเซอร์โว (กลไกเซอร์โว) หรือที่เรียกว่าระบบติดตามผล- เป็นระบบควบคุมป้อนกลับที่ออกแบบมาเพื่อติดตามหรือทำซ้ำกระบวนการเฉพาะอย่างแม่นยำ ช่วยให้ตัวแปรเอาต์พุตที่ได้รับการควบคุม-เช่นตำแหน่งของวัตถุ การวางแนว และสถานะของวัตถุ-สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในเป้าหมายอินพุต (หรือเซ็ตพอยต์) ซึ่งจะทำให้บรรลุการควบคุมอัตโนมัติ หน้าที่หลักของระบบเซอร์โวคือการขยาย แปลง และควบคุมกำลังตามคำสั่งควบคุม ทำให้มั่นใจได้ถึงการควบคุมแรงบิด ความเร็ว และตำแหน่งเอาท์พุตโดยชุดขับเคลื่อนมีความยืดหยุ่นสูงและสะดวก
ที่สาม ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับระบบเซอร์โว
เนื่องจากระบบควบคุมประสิทธิภาพสูง-แม่นยำสูง- ระบบเซอร์โวจึงอยู่ภายใต้ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวดมาก ต่อไปนี้เป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับระบบเซอร์โว:
ความเสถียรที่ดี: ระบบเซอร์โวจะต้องมีความเสถียรที่ดี ซึ่งหมายความว่าภายใต้อิทธิพลของอินพุตที่กำหนดหรือการรบกวนภายนอก ระบบสามารถเข้าสู่สถานะสมดุลใหม่หรือกลับสู่สถานะสมดุลดั้งเดิมหลังจากกระบวนการปรับช่วงสั้นๆ ความเสถียรเป็นรากฐานสำหรับการทำงานตามปกติของระบบเซอร์โว
ความแม่นยำสูง: ความแม่นยำของระบบเซอร์โวหมายถึงระดับความแม่นยำที่เอาต์พุตตามอินพุต สำหรับเครื่องมือกล CNC ที่ใช้ในการตัดเฉือนที่มีความเที่ยงตรง โดยทั่วไปความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งหรือความแม่นยำในการตัดเฉือนรูปร่างที่ต้องการจะสูงมาก โดยมีความเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้โดยทั่วไปตั้งแต่ 0.01 ถึง 0.001 มม. ความแม่นยำสูงเป็นหนึ่งในคุณลักษณะสำคัญของระบบเซอร์โว
การตอบสนองที่รวดเร็วที่ดี: การตอบสนองที่รวดเร็วถือเป็นหนึ่งในจุดเด่นของประสิทธิภาพไดนามิกของระบบเซอร์โว ระบบเซอร์โวจะต้องตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อคำสั่งควบคุมและติดตามสัญญาณคำสั่งอย่างรวดเร็ว ในด้านหนึ่ง การดำเนินการนี้ต้องใช้เวลาตอบสนองชั่วคราวสั้นๆ โดยทั่วไปภายใน 200 มิลลิวินาที หรือแม้แต่น้อยกว่าสองสามสิบมิลลิวินาที ในทางกลับกัน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เกินกำหนด การตอบสนองชั่วคราวจะต้องมีเวลาที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงที่สูง
IV. ส่วนประกอบของระบบเซอร์โว
ระบบเซอร์โวประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ ดังต่อไปนี้เป็นหลัก:
ตัวควบคุม: ตัวควบคุมเป็นองค์ประกอบหลักของระบบเซอร์โว ขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างสัญญาณอินพุต (เช่น ตำแหน่ง ความเร็ว ความเร่ง ฯลฯ) และสัญญาณป้อนกลับ (เช่น ตำแหน่งจริง ความเร็ว ฯลฯ) จะใช้อัลกอริธึมควบคุมเฉพาะเพื่อสร้างสัญญาณควบคุมที่ควบคุมการทำงานของชุดขับเคลื่อนและมอเตอร์ ประสิทธิภาพของคอนโทรลเลอร์ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบเซอร์โว
หน่วยขับเคลื่อนกำลัง: หน่วยขับเคลื่อนกำลังเป็นส่วนประกอบวงจรหลักของระบบเซอร์โว โดยจะใช้พลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้าไปยังมอเตอร์ตามขนาดของสัญญาณควบคุม จึงเป็นการควบคุมแรงบิดของมอเตอร์ นอกจากนี้ ยังแปลงแหล่งจ่ายไฟความถี่-แรงดันและความถี่คงที่-คงที่จากโครงข่ายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) หรือไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่มอเตอร์ต้องการ ประสิทธิภาพและความเสถียรของชุดขับเคลื่อนกำลังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานปกติของระบบเซอร์โว
อุปกรณ์ป้อนกลับ: อุปกรณ์ป้อนกลับใช้เพื่อตรวจจับสถานะที่แท้จริงของวัตถุที่ถูกควบคุม (เช่น ตำแหน่ง ความเร็ว ฯลฯ) และป้อนข้อมูลสถานะนี้กลับไปยังตัวควบคุม ประสิทธิภาพและความแม่นยำของอุปกรณ์ป้อนกลับส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำและความเสถียรของระบบเซอร์โว อุปกรณ์ป้อนกลับทั่วไป ได้แก่ ตัวเข้ารหัสและตัวสร้างความเร็วรอบ
มอเตอร์: มอเตอร์เป็นตัวกระตุ้นของระบบเซอร์โว ขึ้นอยู่กับสัญญาณควบคุมและสัญญาณเอาท์พุตจากชุดขับเคลื่อน จะสร้างการเคลื่อนที่เชิงกลที่ต้องการ (เช่น การหมุนหรือการกระจัด) ประสิทธิภาพและประเภทของมอเตอร์ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความแม่นยำของระบบเซอร์โว เซอร์โวมอเตอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เซอร์โวมอเตอร์กระแสตรงและเซอร์โวมอเตอร์กระแสสลับ
V. การใช้งานระบบเซอร์โว
เริ่มแรกระบบเซอร์โวถูกใช้ในอุตสาหกรรมการป้องกันและการทหารเป็นหลัก เช่น การควบคุมปืนใหญ่ การขับเรือและเครื่องบินอัตโนมัติ และการยิงขีปนาวุธ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการขยายขอบเขตการใช้งาน ระบบเซอร์โวจึงค่อยๆ ถูกนำมาใช้ในหลายภาคส่วนของเศรษฐกิจของประเทศ เช่น เครื่องมือกลอัตโนมัติ ระบบควบคุมการติดตามแบบไร้สาย หุ่นยนต์ อุปกรณ์การพิมพ์ เครื่องจักรสิ่งทอ เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ ในสาขาเหล่านี้ ระบบเซอร์โวมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ โดยกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักในการบรรลุ-ความแม่นยำ สูง{3}}ประสิทธิภาพสูง และการควบคุมที่เชื่อถือได้สูง
วี. บทสรุป
เนื่องจากระบบควบคุมป้อนกลับประสิทธิภาพสูง-แม่นยำสูง- ระบบเซอร์โวมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่และการควบคุมที่แม่นยำ ด้วยความเสถียรและความแม่นยำที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้มีโซลูชันการควบคุมที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์และระบบต่างๆ ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องและพื้นที่การใช้งานยังคงขยายตัว ประสิทธิภาพและขอบเขตของระบบเซอร์โวก็จะได้รับการปรับปรุงและขยายต่อไป