伺服系統(tǒng)中的反饋通常以旋轉變壓器或編碼器的形式出現(xiàn)。這是兩個提供電機軸位置反饋的設備。這些設備可以安裝在電機軸周圍，作為除電機之外的第二個硬件，或者它們可以內(nèi)置到電機外殼中。

　　伺服系統(tǒng)中反饋裝置的類型

　　從根本上說，解析器和編碼器在某種意義上做同樣的事情。它們都感應電機軸的位置，以便電機知道下一步要去哪里。但是，它們的差異可能或多或少適合各種應用。

　　1、解析器

　　解析器是一個堅實的野獸。它們是不包含板載固態(tài)電子或光學器件的模擬設備。這種設計使旋轉變壓器成為極其堅固的硬件，在可能發(fā)生高溫、沖擊、振動、輻射和污染的惡劣環(huán)境中表現(xiàn)良好。

　　具有多個外殼和旋轉變壓器配置的3英寸串聯(lián)旋轉變壓器

　　旋轉變壓器已在許多常見應用中使用，尤其是在經(jīng)常存在這些條件的行業(yè)中，例如石油和天然氣、能源、鋼鐵廠等。

　　旋轉變壓器是一種設計巧妙的旋轉變壓器電源變壓器，通過在定子中旋轉旋轉變壓器的轉子，可以磁力改變其輸出電壓。變壓器的多個繞組的構造使得當旋轉變壓器轉子旋轉一整圈時，會生成完整的正弦波和完整的余弦波作為輸出（或在多速旋轉變壓器的情況下是這些的倍數(shù)）。

　　在技術上也稱為模擬三角函數(shù)發(fā)生器。旋轉變壓器旨在將輸入矢量分解為其正弦和余弦分量轉子位置可以作為這兩個輸出電壓的反正切找到。

　　模擬三角函數(shù)生成器是一個有用的術語，可幫助理解解析器如何為具有數(shù)學背景的人工作。但是，這不是該設備的常用術語。大多數(shù)人簡單地稱它們?yōu)榻馕銎饕员苊饣煜?/p>

　　2、編碼器

　　編碼器被認為是一種相對較新的反饋技術，它比旋轉變壓器技術提高了位置精度和精度數(shù)據(jù)。編碼器是數(shù)字設備，通常內(nèi)置傳感器來檢測編碼器的轉子位置?？梢允褂脦追N不同的傳感器類型。根據(jù)我的經(jīng)驗，最常見的兩種是光學編碼器和磁性編碼器。

　　讓我們考慮一個典型的光學編碼器。基本思想是轉子上有一個穿孔板，一側有燈，另一側有光學傳感器。

　　典型光學編碼器的組件

　　當轉子旋轉時，傳感器的輸出隨著穿孔由高變低，允許光線通過。通過計算高低脈沖的數(shù)量，可以確定行進的距離。

　　板的旋轉方向由正交性決定。光束由兩個平行傳感器測量。一個傳感器上的光強度會先于另一個傳感器增加。

　　通過比較哪個傳感器的輸出先變高，方向就知道了。這兩個信號稱為A和B通道。它們的倒數(shù)A'和B'也被分配到專用信道，它們的數(shù)據(jù)用于檢查來自A和B的傳輸錯誤。

　　兩個正交方波。旋轉方向由AB相角的符號表示。在這種情況下，它是負數(shù)，因為A滯后于B。

　　總共創(chuàng)建了四個通道，因此稱為正交。

　　3、增量編碼器

　　到目前為止，我們已經(jīng)描述了增量編碼器。增量編碼器只知道每當它開始跟蹤此信息時，它相對于它碰巧所在的位置移動了多遠。

　　當帶增量編碼器的運動控制系統(tǒng)斷電時，該信息將丟失。重新啟動后，增量編碼器將不會記住其先前的位置。它沒有自然的零位。

　　由于系統(tǒng)啟動時零位是未知的，如果需要知道電機移動的目標物體的起始位置進行自行控制，則必須執(zhí)行歸位程序。歸位程序?qū)⑹褂秒姍C移動目標對象，直到它在已知點觸發(fā)傳感器，然后可以將該點指定為歸位位置，該位置將用作其最終參考點。如果電機向左或向右旋轉，位置將變?yōu)檎祷蜇撝怠?/p>

　　4、絕對式編碼器

　　一些應用程序需要始終知道家在哪里，甚至打開系統(tǒng)電源并立即重新啟動。對于這些不切實際或不可能執(zhí)行歸位程序的應用，可以使用絕對編碼器。有許多類型的絕對編碼器，即使在電源重新啟動后，它們也使用不同的技術來跟蹤回家。

　　絕對式編碼器

　　除了通道A和B之外，一些絕對編碼器還會生成額外的Z通道，其中Z專門用于跟蹤編碼輪從其原始位置開始的轉數(shù)。即使在斷電時軸移動，當電源恢復時絕對編碼器將知道其位置。由于成本相對較高，有時會選擇增量編碼器而不是絕對編碼器。

　　然而，反饋對于電機本身并不是有用的信息。電機是一個簡單的機器。它們就像我們的手。他們可以執(zhí)行任務，但他們需要他們的大腦來告訴他們該做什么以及如何做。因此，實際上并不是電機本身對位置數(shù)據(jù)進行比較和校正以獲得我們想要的運動它需要一個大腦。為此，我們將在本系列的下一部分中介紹一種稱為伺服驅(qū)動器的硬件。