简述国内交流伺服的研究现状

   所谓的伺服系统就是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

　　交流伺服系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。目前机床主要采用的是永磁同步交流伺服系统。在交流伺服研究领域，日本、美国和欧洲的研究一直走在世界前列。日本的安川公司在20世纪80年代中期研制成功世界上第一台交流伺服驱动器。随后FANUC、三菱、松下等公司先后推出各自的交流伺服系统，国外的这些产品大多是基于异步电动机的。国内在基于异步电机交流伺服系统的研究比较晚，到目前为止还没有产品问世。国内很多学者把研究的重点放在永磁同步电机伺服系统上。我国的华中科技大学、北京机床研究所、西安微电动机研究所、中科院沈阳自动化研究所、兰州电动机厂等单位开始研究并推出交流伺服系统。其中，由广州数控公司生产的DA98全数字式交流伺服驱动装置在我国的高精度数控伺服驱动行业已经打开局面，打破了外国公司垄断的格局，开创了民族品牌新纪元。

　　交流伺服的信号和数控系统接口有三种模式，也是它经历的三个阶段。以国内来说，广州数控的DA98属于第一代也是划时代的一种伺服驱动器，它是国内第一台全数字式交流伺服驱动装置，它接受方向命令脉冲。第二代是以埃斯顿为代表的EDB系列，它不仅能够接受脉冲命令信号，还能接受速度控制或是转矩控制的模拟量的输入。第三代是网络化交流伺服系统。

                                                   网络化伺服系统是工业现场总线技术和全数字化交流伺服的有机结合，全数字化交流伺服技术可以使用户根据负载状况调整参数，也省去了一些模拟回路所产生的漂移等不稳定因素。采用基于现场总线的网络控制技术，将微处理器和现场总线接口置入全数字型交流电机伺服驱动器，形成智能型独立的全数字伺服控制单元，将其直接连接到工业现场总线上，就形成了新型的基于现场总线的网络控制系统。减少了硬件数量和连线，各智能单元结构上独立自主，可与外界以及相互间实现数据共享，而且可以加挂其它现场控制设备，易于扩展。到目前为止网络化交流伺服器在国内还没有成熟产品。北京航空航天大学机器人研究所开发设计了一种基于DSP＋FPGA+ASIPM的网络化交流伺服控制系统，原理样机已在三维雕刻机上得到了初步的验证。

　　目前的伺服器驱动器内部大多采用高速DSP处理器，推进了各种先进的运动控制算法在新型驱动器上的使用。在硬件结构上各大伺服系统供应商大多采用DSP+CPLD（FPGA）结构，由于DSP和CPLD（FPGA）的可重复编程性，可以实现交流伺服系统的模块化可重构。只要为系统配置相应不同的软件（包括控制算法）就可以控制和驱动异步电机、永磁同步伺服电机、无刷直流电机，而通过对FPGA的重新配置还可以驱动直流电机和三相感应式高压步进电机。这就为数控机床的升级以及革新留下了很多的空间。

　　数控切割机电机分为交流伺服和步进，目前国产运用步进电机驱动比较广泛，而伺服驱动系统在大型数控切割机上的应用成上升趋势，其驱动特性，表明伺服驱动系统在切割机上的应用将会更加广泛起来！

　　随着交流伺服技术的发展，交流伺服系统将逐渐地全面取代直流伺服系统。作为数控机床主要组成部分的伺服系统，越来越多的选择停留在交流伺服上面，它具有其他几种伺服系统无可比拟的优势。