在智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中最常見的術(shù)語之一就是伺服系統(tǒng)。廣義上的伺服系統(tǒng)指的是精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)，又稱隨動(dòng)系統(tǒng)。它并不一定局限于機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在很多情況下，伺服系統(tǒng)的作用是使輸出的機(jī)械位移準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)輸出的位移指令，達(dá)到位置的精確控制和軌跡的準(zhǔn)確跟蹤。機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，最終都?xì)w結(jié)于相應(yīng)軸節(jié)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)——也就是伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
機(jī)器人伺服系統(tǒng)先后經(jīng)過了開環(huán)的步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)和直流電機(jī)伺服系統(tǒng)這兩個(gè)階段，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入同步電機(jī)伺服系統(tǒng)階段，分為有刷直流電機(jī)和交流異步電機(jī)。
1有刷直流電機(jī)
有刷直流電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、效率高、調(diào)速方便、動(dòng)態(tài)特性好，其良好的控制性能是其他交流電機(jī)不能比擬的。但相對而言，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)限制了直流電機(jī)的體積和重量。電機(jī)的容量越大、轉(zhuǎn)速越高，問題就越大。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子上安放了電樞繞組和換向器，當(dāng)電刷和換向器滑動(dòng)接觸時(shí)容易造成機(jī)器磨損和產(chǎn)生火花，所以直流電機(jī)的故障多、可靠性低、壽命短、保養(yǎng)維護(hù)工作量大。可以說是普通直流電機(jī)的電刷和換向器限制了直流電機(jī)向高速度、大容量方向發(fā)展。
2交流異步電機(jī)
交流異步電機(jī)相比直流電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長、成本低、保養(yǎng)維護(hù)簡單方便等多方面優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，交流異步電機(jī)也具備調(diào)速性能差、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、過載能力和效率低等缺點(diǎn)。交流異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生需要從電網(wǎng)吸取無功功率，因此功率因素低，在輕載時(shí)的情況尤為突出，這讓線路和電網(wǎng)的損耗大大地增加了。一直以來，在不要求調(diào)速的場合，交流異步電機(jī)占據(jù)主導(dǎo)地位。自從交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)開發(fā)成功后，交流異步電機(jī)也可應(yīng)用于需要調(diào)速的場合。
