伺服系统的结构组成

　　伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、检测环节、比较环节、执行环节等五部分。

　　1、控制器

　　控制器通常是PID控制电路或计算机， 控制器主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，用来控制执行元件按要求动作。

　　2、被控对象

　　被控对象多指一些机械参数量，例如：位移、加速度、力、速度和力矩等。

　　3、执行环节

　　执行环节的作用是按控制信号的规则，将输入的各形式能量转化成机械能，驱动被控对象工作。

　　4、检测环节

　　检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要量纲的装置，一般包括传感器（编码器）和转换电路。

　　5、比较环节

　　比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入之间的偏差信号。这个环节通常由专门的电路或计算机来实现。

伺服系统的现状

　　1、伺服驱动产品

　　1.1伺服电机

　　按容量将其分为大容量、中容量、小容量、超小容量（MINI型）四种类型。其中，功率在22―55KW之间为大容量型，功率在3.0KW―15KW之间为中容量型，功率在200W―2.0KW之间为小容量型，功率在30W―100W之间为超小容量型。

　　1.2编码器

　　现在以信号线数量是5根的新型的位置编码器居多，分为绝对值型和增量型两种，具有62.5μs的通信周期，12位的数据长度，4 M/s的通信速率，高达20 bit/rev编码器分辨率，也就是说每转生成100万个脉冲，有高达6000 r/min的转速，且仅用16μA电流。

　　除了光电编码器之外，磁编码器值得关注。磁编码器的重量和体积都比光电编码器小几十倍，温度范围更宽，几乎不怕冲击和振动。其工作原理非常简单，磁编码器的定子是一颗内嵌霍尔磁敏元件和DSP的芯片，体积可以小到MSOP-24封装，它的转子是一颗两极磁钢。它的分辨率是16位，精度是12位。

　　1.3伺服控制单元

　　伺服控制单元也叫伺服控制器或是伺服驱动器。虽有较低成本、较快的相应速度、连续性较好的特点，但传统模拟控制会因为温度升高发生漂移，调试系统不易掌握，柔性化设计实现难，无法完成复杂的计算，对现代控制理论指导下的控制算法无法实现等。

　　1.4上位控制

　　从上面的CNC控制器、运动控制器及可编程控制器（PLC），能连接到底端的CNC控制器、通用输入/输出（I/O）控制单元。可控制单轴，在高达44轴的模式下也可控制，从模拟到网络不同类型的信号可通过控制器进行连接。

伺服系统发展趋势及前景展望

　　目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近80%的市场份额，他们来自日本和欧美。

　　其中，日系产品以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、日立、发那科、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。

　　欧美品牌中，美国以罗克韦尔、丹那赫、派克等闻名，而德国则拥有西门子、伦茨、博世力士乐、施耐德等品牌先锋。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在15%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。

　　除日本、欧美伺服品牌外，以东元（TECO）和台达（Delta）为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的南京埃斯顿等国产品牌之间的竞争。

　　相比之下，国产伺服品牌起步较晚，据不完全统计，国内较大规模的伺服品牌20余家，主要有华中数控、广州数控、南京埃斯顿、和利时电机等。其中华中数控和广州数控等主要集中在数控机床行业；南京埃斯顿则以自主创新伺服技术为基础，提供面向机械装备全行业的交流伺服系统产品，以其全系列的产品覆盖和良好的产品性能在国内交流伺服系统的市场上形成独特的竞争优势。目前该公司的交流伺服产品已批量使用在数控机床、纺织机械、针织机械、包装机械、印刷机械、绕线机、弹簧机、弯管机等多个机械装备领域；和利时电机面向整个自动化产业机械市场提供步进、无刷、伺服等系列产品，在技术上和品牌上也有一定优势。上述品牌虽各具特色，但市场占有率加起来也仅仅在5%左右，在与洋品牌的对抗中，国产品牌虽奋起直追，但毕竟因实力悬殊而处于下风。