伺服系統（servosystem）又稱隨動系統，是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統。伺服系統使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統。它的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統專指被控制量（系統的輸出量）是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統，其作用是使輸出的機械位移（或轉角）準確地跟蹤輸入的位移（或轉角），其結構組成和其他形式的反饋控制系統沒有原則上的區別。

伺服系統最初用于船舶的自動駕駛、火炮控制和指揮儀中,后來逐漸推廣到很多領域,特別是自動車床、天線位置控制、導彈和飛船的制導等。采用伺服系統主要是為了達到下面的幾個目的：①以小功率指令信號去控制大功率負載?；鹋诳刂坪痛婵刂凭褪堑湫偷睦?。②在沒有機械連接的情況下，由輸入軸控制位于遠處的輸出軸，實現遠距同步傳動。③使輸出機械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。

伺服系統衡量伺服系統性能的主要指標有頻帶寬度和精度。頻帶寬度簡稱帶寬，由系統頻率響應特性來規定，反映伺服系統的跟蹤的快速性。帶寬越大，快速性越好。圖中是伺服系統的典型頻率響應特性。通常取頻率響應特性的對數幅頻特性的值降到－3分貝時所對應的頻率值ωb為系統的帶寬（從坐標原點ω=0算起）。伺服系統的帶寬主要受控制對象和執行機構的慣性的限制。慣性越大，帶寬越窄。一般伺服系統的帶寬小于15赫，大型設備伺服系統的帶寬則在1～2赫以下。伺服系統的精度主要決定于所用的測量元件的精度。因此，在伺服系統中必須采用高精度的測量元件，如精密電位器、自整角機和旋轉變壓器等。此外，也可采取附加措施來提高系統的精度，例如將測量元件（如自整角機）的測量軸通過減速器與轉軸相連，使轉軸的轉角得到放大，來提高相對測量精度。采用這種方案的伺服系統稱為精測粗測系統或雙通道系統。通過減速器與轉軸嚙合的測角線路稱精讀數通道，直接取自轉軸的測角線路稱粗讀數通道。

伺服系統-主要結構

伺服系統主要由三部分組成：控制器，功率驅動裝置，反饋裝置和電動機?？刂破靼凑諗悼叵到y的給定值和通過反饋裝置檢測的實際運行值的差，調節控制量；功率驅動裝置作為系統的主回路，一方面按控制量的大小將電網中的電能作用到電動機之上，調節電動機轉矩的大小，另一方面按電動機的要求把恒壓恒頻的電網供電轉換為電動機所需的交流電或直流電；電動機則按供電大小拖動機械運轉。

主要特點

1、精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環控制；

2、有多種反饋比較原理與方法：根據檢測裝置實現信息反饋的原理不同，伺服系統反饋比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種；

3、高性能的伺服電動機(簡稱伺服電機)：用于高效和復雜型面加工的數控機床，伺服系統將經常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機的輸出力矩與轉動慣量的比值大，以產生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉平穩，以便在與機械運動部分連接中盡量減少中間環節；

4、寬調速范圍的速度調節系統，即速度伺服系統：從系統的控制結構看，數控機床的位置閉環系統可看作是位置調節為外環、速度調節為內環的雙閉環自動控制系統，其內部的實際工作過程是把位置控制輸入轉換成相應的速度給定信號后，再通過調速系統驅動伺服電機，實現實際位移。數控機床的主運動要求調速性能也比較高，因此要求伺服系統為高性能的寬調速系統。

技術要求

1、系統精度

伺服系統精度指的是輸出量復現輸入信號要求的精確程度,以誤差的形式表現,可概括為動態誤差,穩態誤差和靜態誤差三個方面組成.

2、穩定性

伺服系統的穩定性是指當作用在系統上的干擾消失以后,系統能夠恢復到原來穩定狀態的能力;或者當給系統一個新的輸入指令后,系統達到新的穩定運行狀態的能力.

3、響應特性

響應特性指的是輸出量跟隨輸入指令變化的反應速度,決定了系統的工作效率.響應速度與許多因素有關,如計算機的運行速度,運動系統的阻尼和質量等.

4、工作頻率

工作頻率通常是指系統允許輸入信號的頻率范圍.當工作頻率信號輸入時,系統能夠按技術要求正常工作;而其它頻率信號輸入時,系統不能正常工作。

伺服系統-分類

伺服系統伺服系統伺服系統按其驅動元件劃分，有步進式伺服系統、直流電動機（簡稱直流電機）伺服系統、交流電動機（簡稱交流電機）伺服系統：按控制方式劃分，有開環伺服系統、閉環伺服系統和半閉環伺服系統等。實際上數控系統也分成開環、閉環和半閉環三種類型，就是與伺服系統這三種方式相關。

1、開環系統

開環系統構成主要由驅動電路，執行元件和被控對象三大部分組成。常用的執行元件是步進電機，通常稱以步進電機作為執行元件的開環系統為步進式伺服系統，在這種系統中，如果是大功率驅動時，用步進電機作為執行元件。驅動電路的主要任務是將指令脈沖轉化為驅動執行元件所需的信號。

2、閉環系統

閉環系統主要由執行元件、檢測單元、比較環節、驅動電路和被控對象五部分組成。在閉環系統中，檢測元件將被控對象移動部件的實際位置檢測出來并轉換成電信號反饋給比較環節。常見的檢測元件有旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵和編碼器等。通常把安裝在電機軸端的檢測元件組成的伺服系統稱為半閉環系統；把安裝在被控對象上的檢測元件組成的伺服系統稱為閉環系統。由于電機軸端和被控對象之間傳動誤差的存在，半閉環伺服系統的精度要比閉環伺服系統的精度低一些。

比較環節的作用是將指令信號和反饋信號進行比較，兩者的差值作為伺服系統的跟隨誤差，經驅動電路，控制執行元件帶動工作臺繼續移動，直到跟隨誤差為零。根據進入比較環節信號的形式以及反饋檢測方式，閉環（半閉環）系統可分為脈沖比較伺服系統、相位比較伺服系統和幅值比較伺服系統三種。

由于比較環節輸出的信號比較微弱，不足以驅動執行元件，故需對其進行放大，驅動電路正是為此而設置的。

執行元件的作用是根據控制信號，即來自比較環節的跟隨誤差信號，將表示位移量的電信號轉化為機械位移。常用的執行元件有直流寬調速電動機、交流電動機等。

3、直流伺服驅動與交流伺服驅動

70年代和80年代初，數控機床多采用直流伺服驅動。直流大慣量伺服電機具有良好的寬調速性能，輸出轉矩大，過載能力強，而且，由于電機慣性與機床傳動部件的慣量相當，構成閉環后易于調整。而直流中小慣量伺服電機及其大功率晶體管脈寬調制驅動裝置，比較適應數控機床對頻繁啟動、制動，以及快速定位、切削的要求。但直流電機一個最大的特點是具有電刷和機械換向器，這限制了它向大容量、高電壓、高速度方向的發展，使其應用受到限制。