伺服系统由哪些组成？
简单的系统主要由驱动器和伺服电机以及上位PLC组成。复杂的需要加上运动控制器，用于协调多轴之间的运动关系。 1，驱动器根据不同的工艺以及所需求的过载能力来选择功率及附件，如总线卡和制动电阻等，当然不同的驱动器可能有针对不一样行业的程序工艺包。 2，伺服电机有同步伺服和异步伺服，由电机本身和编码器组成，而编码器又分为增量和绝对值两种，用于反馈速度和位置，有的机械结构可能易产生相对滑动，会额外增加外部的编码器，比如光栅尺，用于位置环。 3，PLC大多数都用在处理逻辑，针对伺服控制器来说一般输出有IO信号，模拟量以及总线，运动控制器主要处理多轴之间的关系，对于有严格位置关系的工艺来说是必不可少的。
机械设备：将伺服电机的圆周运动（或直线电机的直线运动）转换成所需要的运动形式；
各类传感器和继电器：检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准
电流环的给定和“电流环的反馈”值作比较后的差值在电流环内做 PID 调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
速度环的输入是位置环 PID 调节后的输出及位置设定的前馈值，称为“速度设定”。
“速度设定”和“速度环反馈”值作比较后的差值在速度环做PID 调节后输出，就是“电流环的给定”。速度环是编码器反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
位置环的输入就是外部的脉冲，位置环的反馈也来自于编码编码器安装于伺服电机尾部，和电流环没有一点联系，采样来自于电机的转动而不是电机电流。
PID 是控制管理系统中的重要参数，指控制方式，输出与输入之间的响应方式，英文字母比例（P）、积分（I）、微分（D）。
PID 控制把收集到的数据和一个参考值作比较，然后把这个差别用于计算新的输入值， 这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID 控制能够准确的通过历史数据和差别的出现率来调整输入值， 这样做才能够使系统更加准确，更加稳定。
1. 单独的 P（比例）就是将差值进行成比例的运算，它的显著特点是有差调节，有差的意义就是调节过程结束后，被调量不可能与设定值准确相等。增加比例将会有效减小残差并增加系统响应，但轻易造成系统激烈震荡甚至不稳定。
2. 单独的 I（积分）就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比，如果差值大，则积分环节的变化速度大，这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数，积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快，所以如果增大积分速度将会降低控制管理系统的稳定程度，直到最后出现发散的震荡过程，这个环节最大的优点是被调量最后是没有残差的。
3. PI（比例积分）就是综合 P 和 I 的优点，利用 P 调节快速抵消干扰的影响，同时利用 I 调节消除残差。
4. 单独的 D（微分）就是根据差值的方向和大小进行调节的，调节器的输出与差值对于时间的导数成正比，微分环节只能起到辅助的调节作用，它可以与其他调节结合成 PD 和 PID调节。它的好处是能够准确的通过被调节量（差值）的变化速度来进行调节，而不要等到出现了很大的偏差后才开始动作，实际上的意思就是赋予了调节器以某一些程度上的预见性，能增加系统对微小变化的响应特性。
一些品牌的伺服都有自动增益功能，但也有一些伺服需要手工调整，需注意以下几点：
位置环增益，提高位置响应的速度，也就是说找到位置的快慢，增益越高达到目标的时间越短，不是速度的关系，闭环系统在最后定位结束的地方是个高速震荡的过程，在目标值附近快速震荡，最后找到目标。增益高，这个震荡结束就快，这个是伺服电机的重要性能指标之一。
转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如 10V 对应 5Nm 的话，当外部模拟量设定为 5V 时电机轴输出为 2.5Nm:如果电机轴负载低于 2.5Nm 时电机正转，外部负载等于 2.5Nm 时电机不转，大于 2.5Nm 时电机反转。
位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服能够最终靠通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
通过模拟量的输入或脉冲的频率都能够直接进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环 PID 控制时速度模式也能够直接进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点是能够大大减少中间传动过程中的误差，增加总系统的定位精度。
半闭环是指数控系统或 PLC发出速脉冲指令。伺服接受指令后执行，在这样的一个过程中，伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行偏差修正，伺服本身误差可避免，但是机械误差无法避免。
而全闭环是指伺服接受上位控制器发出速度可控的脉冲指令，伺服接受信号执行，执行的过程中，在机械装置上有位置反馈的装置，直接反馈给控制管理系统，控制管理系统通过比较，判断出与实际偏差，给伺服指令，进行偏差修正，这样控制管理系统通过频率可控的脉冲信号完成伺服的速度环控制， 然后又通过位置传感器（光栅尺、编码器）完成伺服的位置环控制，这种把伺服电机、运动控制器、位置传感器三者有机的结合在一起的控制模式称之为全闭环控制。
伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是 3 个闭环负反馈PID调节系统。从内向外分别为 电流环、速度环、位置环 。
1. 电流环：最内的 PID 环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检
2. 速度环：通过检验测试的电机编码器的信号来进行负反馈 PID 调节，它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环。
3. 位置环：它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建。
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伺服控制管理系统主要由控制器和伺服传动单元组成，通过机械零部件传导到负载端。伺服系统（或称伺服产品）通常包括伺服驱动器（指令装置）、伺服电机、伺服反馈装置（编码器）三个部分。
随着制造业升级，各下业对精益制造装备需求日益提升。精益装备需对位移、速度、力矩等运动要素进行精密控制，这些都一定要通过高精度伺服来实现。和大部分工控自动化系统类似，伺服系统通过控制器（大脑）、伺服电机和驱动器（心脏和肌肉）、物理运动（骨骼）等部分形成闭环的控制回路。
伺服控制市场今年有望达到千亿规模，近5年复合增长率15%。伺服控制是一个整体的系统解决方案，核心部件包括控制器、伺服电机及驱动器等。2019年国内伺服控制的商品市场规模约340亿元，其中伺服电机规模约116亿元；若保持稳定增速，预计在今年伺服控制的商品市场规模将达到400亿元以上。伺服应用的系统集成的市场规模通常是商品市场的2-2.5倍，在今年有望达千亿规模。
伺服电机大致上可以分为交流伺服电机与直流伺服电机。直流伺服电机又分为有刷电机和无刷电机，有刷电机结构相对比较简单、成本低，但会产生电磁干扰；无刷电机体积小、响应快、力矩稳定。
交流伺服电机也是无刷电机，又分为同步和异步电机，目前运动控制中多用同步电机，其功率范围大、最高转速低，适用于低速平稳运行场合。
交流伺服电机因速度控制特性良好，高效率，高精度位置控制等优点应用更广泛，市场规模更大。
伺服系统主要按照功率划分为小型伺服（功率1KW）、中型伺服（功率1KW~5KW）和大型伺服（功率5KW）三个等级；一般来说功率越高，技术方面的要求一般也越高。中小功率伺服系统市场占有率最大，超过50%，在纺织、医疗设施、电子制造设备等领域普遍使用。
如果将PLC比作控制系统的“大脑”，那么电动执行部件就是系统的“四肢”。电动执行部件一般由驱动器和电机两部分所组成，驱动器接收主控制器给定的指令，控制电机的旋转速度、位置、扭力，实现对机械运动结构的控制。工业现场常用的驱动系统包括：伺服驱动器和伺服电机、步进驱动器和步进电机、变频器和异步电机。
伺服系统是指利用负反馈原理通过种种操控方法或策略，使输出服从于输入的运动控制管理系统。位置检测装置将检测到的移动部件的实际位移量进行位置反馈，与位置指令信号作比较，将两者的差值进行位置调节，变换成速度控制信号，控制驱动装置驱动伺服电动机以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到指令位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。高质量的伺服系统一定要具有稳定性高、精度高和响应速度快的特点。
电气伺服系统根据所驱动的电机类型可划分为直流伺服系统和交流伺服系统。由于直流伺服电机存在机械结构较为复杂、维护工作量大、转子转动惯量大和容易发热等固有缺陷，难以应用到高速、高精度场合。而交流伺服系统克服了直流伺服系统的缺点，以高稳速精度、快动态响应、宽调速范围等良好技术性能在工业自动化领域得到普遍应用，逐渐取代直流伺服系统。
交流伺服系统采用的电动机又可分为永磁同步电动机和感应式异步电动机。永磁同步电动机交流伺服系统在技术上已趋于成熟，具有十分优良的低速性能和较高的驱动效率，目前已成为交流伺服系统的主流。
伺服市场处于成长阶段，发展前途向好。2013-2018年，中国通用伺服市场规模由57亿元增长至106亿元，实现13.2%的年复合增长率。2019年受经济发展形势严峻、制造业需求下降的影响，中国伺服市场规模为96亿元，同比萎缩9.4%。
在国家推进产业升级、支持工业自动化的背景下，伺服市场拥有非常良好的成长属性与广阔的发展前途。2020年，随着制造业供需两端持续回暖，以及5G加速推进，消费电子行业进入“大年”，伺服市场有望重回增长。
新兴行业提升伺服市场天花板。目前，机床工具、包装机械、纺织机械、塑料机械等传统OEM行业仍然是伺服系统的主要市场，而近年来伴随电子半导体、工业机器人、新能源等新兴行业的加快速度进行发展，释放更多对于伺服产品的需求，将为伺服市场带来新的增长驱动力。
日系品牌领跑，国产品牌进口替代进行时。我国伺服系统市场集中度较高，且大部分市场占有率被外资厂商占据。据工控网数据，2019年以松下、安川和三菱为代表的日系品牌占据中国伺服市场43%的市场占有率，西门子、施耐德等欧美品牌占据17%的市场占有率。近些年，本土厂商凭借高性价比优势和本土化售后服务优势实现了加快速度进行发展，台达与汇川的市占率均已超过10%，国产品牌市场占有率已扩张至40%，与外资品牌之间的差距正逐步缩小。
如果按伺服的实现方式，伺服系统包括液压伺服系统、气动伺服系统、电动伺服系统等，如果按伺服的控制目标，伺服系统包括位置伺服系统、速度伺服系统、力伺服系统…
如果问的是一套伺服系统有哪些组成元件，那一般就是控制器、作动器、敏感器三大类。
控制器，驱动器，电机，执行机构组成。朋友们，能关注知乎，工控小黄人，一起交流技术，成长。
Servo是ServoMechanism的缩写，来源于希腊语，意思是奴隶。顾名思义，是指系统按照外界指令进行所需的运动，运动指令包括位置、速度、扭矩或其他的控制量。
因此伺服系统，基本组成包括驱动器、伺服电机、控制器、反馈装置（传感器）以及被控负载。
比如一个音圈电机的力控制伺服系统，其控制对象是力，传感器是力传感器，执行环节就是音圈电机（直流）及其驱动单元，比较环节就是期望力和传感器实时反馈力的偏差，控制器目前较为普片的采用计算机数字控制。
伺服系统是使系统终端执行结构根据控制指令实现包括位移、转速和力矩等多维度动作的设备总称，最重要的包含伺服驱动器、伺服电机两部分。伺服驱动器接受上位机发送的信号，然后转换为功率信号，即能够控制电机的电流，驱动电机工作，编码器作为核心传感器将电机实时位置传送回驱动器，驱动器及时修正信号指令，确保电机位置、转向、转速满足预定要求。
伺服系统产品品种类型丰富，按照功率大小可大致分为小型伺服、中型伺服、大型伺服；按照末端执行机构种类可大致分为电气伺服、液压伺服、气动伺服。目前应用最为广泛的是电气伺服系统，电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流伺服系统和交流伺服系统。
伺服系统的基本组成部分包括电机、编码器、驱动器、控制器等。从成本构成上看，驱动器成本占整个伺服系统成本的42%，电机的成本占比约35%，编码器成本占比约为11%。而对于驱动器来说，主要结构包括控制芯片、电源模块、信号采集模块、功率放大器、过热保护电路和控制面板等部分，控制芯片是核心，成本占比超过50%。控制芯片的性能关系到伺服驱动器的响应速度和控制精度。此外，电源模块大多数都用在向伺服电机供电，信号采集模块用于采集电机转子的位置、速度、加速度等运动信息，产生控制信号。从成本端看，伺服驱动主要成本为材料费用，其中IGBT、DSP芯片占总材料成本的50%以上。
综上所述，伺服系统是一个复杂的集成系统，涉及电气、机械和计算机控制等多个领域。通过这一些组成部分的协同工作，伺服系统可以在一定程度上完成高精度、高响应速度的自动控制。
