Servojärjestelmät

Servojärjestelmä on suljettu säätöjärjestelmä, jonka tarkoituksena on hallita yhteenliitetyn mekanismin asento, nopeus tai vääntömomentti tietyllä kuormalla. Järjestelmä perustuu palautteeseen, joka mahdollistaa korkean tarkkuuden ja toistettavuuden.

Tyypilliset osat ovat: aktuaattori (esim. servomotoori tai lineaarinen servomotoori), palautesensori (yleensä optinen enkooderi tai resolvori), ohjainsäätö (ohjain tai ajuri, usein PID-pohjainen) sekä voimansiirto ja mekanismi (laakerointi, hihna- tai hammaspyörävälitys). Näiden lisäksi järjestelmään kuuluu käyttökohteeseen sopiva jännite- tai virransiirto sekä suojaus- ja lämpötilakontrolli.

Toimintaperiaate perustuu virheen mittaukseen: käyttäjä asettaa tavoitteen, ohjain laskee virheen todellisen ja tavoitearvon välille ja säätää aktuaattorin liikettä tämän virheen pienentämiseksi. Palautteen avulla järjestelmä voi reagoida nopeammin ja kompensoida vaihteluja kuten kuormituksen muutoksia sekä mahdollisia epäjatkuvuuksia.

Sovelluksia sekä keskeisiä valintakriteerejä: servojärjestelmiä käytetään robotiikassa, CNC-koneissa, automaatiossa ja pakkauksessa sekä erikoissovelluksissa, joissa tarvitaan tarkkaa ja nopeaa ohjausta. Edut ovat korkea tarkkuus, hyvä toistettavuus ja dynaaminen vastine. Haittoja ovat järjestelmän kustannukset, suurempi kompleksisuus sekä riippuvuus anturitarkkuudesta ja kalibroinnista.

Käytettävyys ja suorituskyky paranevat usein kehittyneillä ohjausalgoritmeilla ja laadukkaalla palkan palautteella.