Der graue/grüne Zylinder ist der Pinseltyp-Gleichstrommotor. Die schwarze Abteilung am Boden enthält das planetarische Untersetzungsgetriebe, und der schwarze Gegenstand oben auf dem Motor ist die optische Drehung encoder für das Positionsfeed-Back. Das ist der steuernde Auslöser eines großen Roboter-Fahrzeugs.]]

Ein Servosystem, das manchmal zur Rudermaschine verkürzt ist, ist ein automatisches Gerät, das fehlerfühlendes negatives Feed-Back verwendet, um die Leistung eines Mechanismus zu korrigieren.

Der Begriff gilt richtig nur für Systeme, wo das Feed-Back oder die Fehlerkorrektur-Signalhilfe mechanische Position, Geschwindigkeit oder andere Rahmen kontrollieren. Zum Beispiel ist eine Automobilmacht-Fensterkontrolle nicht ein Servosystem, weil es kein automatisches Feed-Back gibt, das Position kontrolliert — tut der Maschinenbediener das durch die Beobachtung. Im Vergleich verwendet der Temporegler des Autos Feed-Back des geschlossenen Regelkreises, das ihn als ein Servosystem klassifiziert.

Gebrauch

Positionskontrolle

Ein allgemeiner Typ der Rudermaschine stellt Positionskontrolle zur Verfügung. Rudermaschinen sind allgemein elektrisch oder in der Natur mit einem elektrischen Motor als die primären Mittel teilweise elektronisch, mechanische Kraft zu schaffen. Andere Typen von Rudermaschinen verwenden Hydraulik, Pneumatik oder magnetische Grundsätze. Rudermaschinen funktionieren auf dem Grundsatz des negativen Feed-Backs, wo der Kontrolleingang im Vergleich zur wirklichen Position des mechanischen Systems, wie gemessen, durch eine Art Wandler an der Produktion ist. Jeder Unterschied zwischen den wirklichen und gewollten Werten (ein "Fehlersignal") wird verstärkt (und umgewandelt), und hat gepflegt, das System in der Richtung zu steuern, die notwendig ist, den Fehler zu reduzieren oder zu beseitigen. Dieses Verfahren wird in der Steuerungstheorie weit verwendet.

Geschwindigkeitskontrolle

Die Geschwindigkeitskontrolle über einen Gouverneur ist ein anderer Typ des Servosystems. Die Dampfmaschine verwendet mechanische Gouverneure; eine andere frühe Anwendung sollte die Geschwindigkeit von Wasserrädern regeln. Vor dem Zweiten Weltkrieg wurde der unveränderliche Geschwindigkeitspropeller entwickelt, um Motorgeschwindigkeit zu kontrollieren, um Flugzeug zu manövrieren. Kraftstoffsteuerungen für Gasturbinenmotoren verwenden entweder hydromechanische oder elektronische Regelung.

Anderer

Einstellende Servosysteme wurden zuerst in der militärischen Feuerkontrolle und Seenavigationsausrüstung verwendet. Heute werden Servosysteme in Automat-Werkzeugen, satellitenverfolgenden Antennen, Fernbedienungsflugzeugen, automatischen Navigationssystemen auf Booten und Flugzeugen, und Fliegerabwehrwaffengesetze-Systemen verwendet. Andere Beispiele sind Systeme der Fliege durch die Leitung in Flugzeugen, die Rudermaschinen verwenden, um die Kontrolloberflächen des Flugzeuges und ferngesteuerte Modelle anzutreiben, die RC-Rudermaschinen zu demselben Zweck verwenden. Viele Autofokus-Kameras verwenden auch ein Servosystem, um die Linse genau zu bewegen, und so den Fokus anzupassen. Eine moderne Festplatte hat ein magnetisches Servosystem mit der Submikrometer-Positionierungsgenauigkeit. In Industriemaschinen werden Rudermaschinen verwendet, um komplizierte Bewegung durchzuführen.

Drehung oder geradlinig

Typische Rudermaschinen geben eine (winkelige) Drehproduktion. Geradlinige Typen sind ebenso, mit einem leadscrew oder einem geradlinigen Motor üblich, um geradlinige Bewegung zu geben.

Servomotor

Ein Servomotor ist ein Motor, der einen Teil eines Servosystems bildet. Der Servomotor wird mit einem Typ von encoder paarweise angeordnet, um Feed-Back der Position/Geschwindigkeit zur Verfügung zu stellen. Ein Schrittmotor ist ein Typ des Servomotoren. Ein Schrittmotor wird wirklich gebaut, um winkelige Positionen zu bewegen, die auf jedem möglichen Schritt um die komplette Folge gestützt sind, und kann Mikroschritte mit einer Entschlossenheit wie 256 Mikroschritte pro Schritt des Schrittmotors einschließen. Ein Servosystem kann oder kann keinen Servomotoren verwenden. Zum Beispiel ist ein von einem Thermostat kontrollierter Haushaltsbrennofen ein Servosystem, wegen des Feed-Backs und resultierenden Fehlersignals, noch gibt es keinen Motor, der direkt vom Servosystem wird kontrolliert.

Geschichte

Der Dampfmaschine-Gouverneur von James Watt wird allgemein als das erste angetriebene Feed-Back-System betrachtet. Die Windmühle fantail ist ein früheres Beispiel der automatischen Kontrolle, aber da es keinen Verstärker oder Gewinn hat, wird es als kein Servosystem gewöhnlich betrachtet.

Das erste Feed-Back-Positionskontrollgerät war der Schiff-Steuermotor, verwendet, um das Ruder von großen auf der Position des Rades des Schiffs gestützten Schiffen einzustellen. Diese Technologie wurde zuerst auf dem SS 1866 Östlichen Großen verwendet. Dampfsteuermotoren hatten die Eigenschaften eines modernen Servosystems: Ein Eingang, eine Produktion, ein Fehlersignal und ein Mittel, für das für das negative Feed-Back verwendete Fehlersignal zu verstärken, um den Fehler zur Null zu steuern. Der Ragonnet Macht-Rückmechanismus war eine allgemeine Zweck-Luft oder dampfangetriebener Servoverstärker für die geradlinige 1909 patentierte Bewegung.

Elektrische Servosysteme verlangen einen Macht-Verstärker. Zweiter Weltkrieg hat die Entwicklung von elektrischen Feuerkontrolle-Servosystemen mit einem amplidyne als der Macht-Verstärker gesehen. Vakuumtube-Verstärker wurden im UNISERVO-Band-Laufwerk für den UNIVAC I Computer verwendet. Die Royal Navy hat begonnen, mit Remote Power Control (RPC) am HMS Meister 1928 zu experimentieren, und hat begonnen, RPC zu verwenden, um Suchscheinwerfer am Anfang der 1930er Jahre zu kontrollieren. Während WW2 wurde RPC verwendet, um Pistole-Gestelle und Pistole-Direktoren zu kontrollieren.

Moderne Servosysteme verwenden Macht-Verstärker des festen Zustands, die gewöhnlich von MOSFET oder thyristor Geräten gebaut sind. Kleine Rudermaschinen können Macht-Transistoren verwenden.

glaubt, kommt der Ursprung des Wortes aus dem französischen "Le Servomoteur" oder dem slavemotor, der zuerst von J. J. L. Farcot 1868 verwendet ist, um zu beschreiben, hydraulisch und Dampfmaschinen für den Gebrauch im Schiff-Steuern.

Die einfachste Art von Rudermaschinen verwendet Kontrolle des Schlag-Schlags.

Kompliziertere Regelsysteme verwenden proportionale Kontrolle, PID Kontrolle,

und setzen Sie Raumkontrolle fest, die in der modernen Steuerungstheorie studiert werden.

RC-Rudermaschinen

1. elektrischer Motor

2. Positionsfeed-Back potentiometer

3. Untersetzungsgetriebe

4. Auslöser-Arm]]

RC-Rudermaschinen sind in normalerweise verwendete Hobbyist-Fernbedienungsgerät-Rudermaschinen

ferngesteuerte Modelle, wo sie verwendet werden, um Betätigung für verschiedene mechanische Systeme wie das Steuern eines Autos, der Kontrolloberflächen auf einem Flugzeug oder des Ruders eines Bootes zur Verfügung zu stellen.

Wegen ihres affordability, Zuverlässigkeit und Einfachheit der Kontrolle durch Mikroprozessoren, werden RC-Rudermaschinen häufig in kleinen Robotertechnik-Anwendungen verwendet.

RC-Rudermaschinen werden aus einem elektrischen mit einem potentiometer mechanisch verbundenen Motor zusammengesetzt. Ein Standard-RC-Empfänger sendet Signale der Pulsbreite-Modulation (PWM) zur Rudermaschine. Die Elektronik innerhalb der Rudermaschine übersetzt die Breite des Pulses in eine Position. Wenn der Rudermaschine befohlen wird zu rotieren, wird der Motor angetrieben, bis der potentiometer den Wert entsprechend der befohlenen Position erreicht.

RC-Rudermaschinen verwenden einen 0.1" Drei-Nadeln-Abstand-Wagenheber (Frau), die Genossen zum 0.025" Standardquadrat befestigt. Die allgemeinste Ordnung ist Signal, +voltage, Boden. Die Standardstromspannung ist 4.8 V Gleichstrom, jedoch 6 V und 12 V ist auch für einige Rudermaschinen gesehen worden. Das Kontrollsignal ist ein Digital-PWM-Signal mit einer 50-Hz-Rahmenrate. Innerhalb des Zeitrahmens jeder 20 Millisekunde kontrolliert ein aktiv-hoher Digitalpuls die Position. Der Puls erstreckt sich nominell von 1.0 Millisekunden bis zu den 2.0 Millisekunden mit 1.5 Millisekunden, die immer Zentrum der Reihe sind. Pulsbreiten außerhalb dieser Reihe können für "das Überreisen" - das Bewegen der Rudermaschine außer seiner normalen Reihe verwendet werden. Dieses PWM-Signal wird manchmal Pulse Position Modulation (PPM) (falsch) genannt.

Die Rudermaschine wird von drei Leitungen kontrolliert: Boden, Macht und Kontrolle. Die Rudermaschine wird sich gestützt auf den über die Kontrollleitung gesandten Pulsen bewegen, die den Winkel des Auslöser-Arms setzen. Die Rudermaschine erwartet einen Puls alle 20 Millisekunden, um richtige Information über den Winkel zu gewinnen. Die Breite des Servopulses diktiert die Reihe der winkeligen Bewegung der Rudermaschine.

Ein Servopuls von der Breite von 1.5 Millisekunde wird normalerweise die Rudermaschine auf seine "neutrale" Position oder 45 ° setzen, ein Puls von 1.25 Millisekunden konnte es auf 0 ° und einen Puls von 1.75 Millisekunden zu 90 ° setzen. Die physischen Grenzen und timings der Servohardware ändern sich zwischen Marken und Modellen, aber eine winkelige Bewegung einer allgemeinen Rudermaschine wird irgendwo im Rahmen 90 ° reisen - 120 ° und die neutrale Position sind fast immer in 1.5 Millisekunden. Das ist die "Standardpulsservoweise, die" durch alle Hobby-Analogrudermaschinen verwendet ist.

Ein Hobby Digitalrudermaschine wird von denselben "" Weise-Standardpulsservopulsen als eine analoge Rudermaschine kontrolliert. Digitalrudermaschinen eines Hobbys können auf eine andere Weise gesetzt werden, die einem Roboter-Kontrolleur erlaubt, zurück die wirkliche Position der Servowelle zu lesen. Ein Hobby können Digitalrudermaschinen auf eine andere Weise fakultativ gesetzt und "programmiert" werden, so hat es die gewünschten PID Kontrolleur-Eigenschaften, wenn es später durch einen Standard-RC-Empfänger gesteuert wird.

RC-Rudermaschinen werden gewöhnlich durch den Empfänger angetrieben, der der Reihe nach durch Batteriesätze oder einen elektronischen Geschwindigkeitskontrolleur (ESC) mit einem einheitlichen oder einer getrennten Batterie eliminator Stromkreis (BEC) angetrieben wird. Allgemeine Batteriesätze sind entweder NiCd, NiMH oder Lithiumion-Polymer-Batterietyp (LiPo). Stromspannungseinschaltquoten ändern sich, aber die meisten Empfänger werden an 5 V oder 6 V bedient.

Typen von Leistungen

Rudermaschinen können mittels ihrer Feed-Back-Regelsysteme klassifiziert werden:

• Rudermaschinen des Typs 0: Unter Steady-Statebedingungen erzeugen sie einen unveränderlichen Wert der Produktion mit einem unveränderlichen Fehlersignal;
• Rudermaschinen des Typs 1: Unter Steady-Statebedingungen erzeugen sie einen unveränderlichen Wert der Produktion mit dem ungültigen Fehlersignal, aber eine unveränderliche Rate der Änderung der Verweisung bezieht einen unveränderlichen Fehler im Verfolgen der Verweisung ein;
• Rudermaschinen des Typs 2: Unter Steady-Statebedingungen erzeugen sie einen unveränderlichen Wert der Produktion mit dem ungültigen Fehlersignal. Eine unveränderliche Rate der Änderung der Verweisung bezieht einen ungültigen Fehler im Verfolgen der Verweisung ein. Eine unveränderliche Rate der Beschleunigung der Verweisung bezieht einen unveränderlichen Fehler im Verfolgen der Verweisung ein.

Die Servobandbreite zeigt die Fähigkeit zur Rudermaschine an, schnellen Änderungen im befohlenen Eingang zu folgen.

Siehe auch

• Bruchpferdestärke-Motoren
• Bewegungskontrolle
• Schrittmotor - ein ähnlicher bürstenloser, gleichzeitiger elektrischer Motor, der eine volle Folge in eine Vielzahl von Schritten teilen kann
• Synchro, eine Form des Sender- und Empfänger-Motors, der in Servosystemen verwendet ist

Links

• "Pionier in der Servotechnologie"
• Rane Pro Audiobezugsdefinition "der Servoschleife"
• Seattler Robotertechnik-Gesellschaft "Was ist eine Rudermaschine?"