Servosysteem

Een servosysteem is een gesloten-lus regeling die met feedback werkt om een mechanische as nauwkeurig aan te sturen. Het doel is om een gewenste positie, snelheid of koppel te volgen onder variërende belastingen. Een servosysteem bestaat meestal uit een servomotor, een feedbacksensor, een aandrijving/versterker en een regelaar.

Belangrijke onderdelen zijn: een servomotor (vaak een brushless DC-motor of een DC-motor met een geïntegreerde encoder), een feedbacksensor (positie- of snelheidsencoder, resolver of potentiometer), een aandrijving of versterker die de benodigde stroom levert en de motor aanstuurt, en een regelaar die de commando’s omzet in stuursignalen. Een mechanische overbrenging zoals een tandwielkast kan de snelheid en het koppel aanpassen. Optioneel zijn remmen, koppelingen en aanvullende sensoren voor detectie en diagnose.

Werking en prestaties: het systeem werkt in een gesloten lus. De regelaar vergelijkt het gewenste criterium (setpoint) met de actuele positie uit de feedbacksensor en past de motorstroom aan om de fout te verkleinen. Veelgebruikte regelstrategieën zijn PID-regeling, vaak met feedforward-termen. Prestaties worden gekenmerkt door nauwkeurigheid, herhaalbaarheid, snelheid van reactie en stabiliteit. Relevante parameters zijn de encoderresolutie, inertie, wrijving en backlash; een juiste afstelling is cruciaal voor optimale prestaties.

Toepassingen en vergelijking: servosystemen worden veel toegepast in robotica, CNC-machines, automatisering en positioneringstoepassingen in de industrie en high-end aandrijvingen. In vergelijking met open-loop en stappenmotor-systemen bieden servosystemen doorgaans hogere nauwkeurigheid, betere controle bij lage snelheden en dynamische respons, maar vereisen ze meer complexiteit, sensoren en afstelling.