中國伺服系統(tǒng)行業(yè)市場規(guī)模與發(fā)展前景分析

目前，我國伺服市場處于成長階段，增長空間大，且增長速度明顯。伺服行業(yè)下游應用行業(yè)隨高精密設備需求的不斷提升，實現(xiàn)了從紡織包裝等傳統(tǒng)領域向電子設備制造、工業(yè)機器人等新興領域的轉移，前瞻預測未來幾年，數(shù)控機床、電子設備和工業(yè)機器人將成為伺服應用主要的三大市場，合計占伺服市場總規(guī)模比重將達到47.7%。

伺服市場仍處于成長期，市場規(guī)模增速明顯

我國伺服系統(tǒng)發(fā)展較晚，目前還處于成長期。國外伺服系統(tǒng)產(chǎn)品早在1950年前就已經(jīng)出現(xiàn)，相對國外，我國服系統(tǒng)發(fā)展較晚，發(fā)展歷程大致可以分為三個階段：階段為2005年以前的發(fā)展萌芽期，早在70年代，首先被應用于科技、等制造行業(yè)，隨后在80年代，伺服系統(tǒng)開始在一些民用制造中得到嘗試；2005年以后的初步增長期，隨著制造強國等戰(zhàn)略的提出，國產(chǎn)伺服品牌開始誕生，產(chǎn)品性能初步得到市場認可，但外資品牌伺服系統(tǒng)仍占主導地位；第三階段是2010年前后進入進口替代期，國產(chǎn)伺服系統(tǒng)逐步提高，在機床、機械等領域進入加速進口替代階段。

伺服控制器的結構

伺服控制器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅動電路,IPM內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅動器的沖擊。

伺服控制器如何同步

在分布式無軸傳動同步控制系統(tǒng)中，需要各個印刷機組之間統(tǒng)一協(xié)調地工作，所以各個機組必須要有統(tǒng)一的時間系統(tǒng)，以保證各個印刷機組協(xié)調工作，完成印刷任務。

具體的時鐘同步實現(xiàn)方法分為硬件時鐘同步，同步報文授時同步和協(xié)議授時同步。

(1)硬件時鐘同步。硬件時鐘同步是指利用一定的硬件設施(如GPS接收機、UTC接收機、的時鐘信號線路等)進行的局部時鐘之間的同步，操作對象是計算機的硬件時鐘。硬件同步可以獲得很高的同步精度(通常為10-9 秒至10-6秒)。

(2)同步報文授時同步。在每個通訊周期開始，主站以廣播形式發(fā)送一次同步報文。例如在SERCOS協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸層中，每個SERCOS的通訊周期開始都以主戰(zhàn)發(fā)送的同步報文MST為標志。MST的數(shù)據(jù)域非常短，只占1個字節(jié)。MST報文的同步精度很高，如果用光纜做傳輸介質，同步精度可在4微妙之內。

(3)協(xié)議授時同步。協(xié)議授時也叫軟件授時，指利用網(wǎng)絡將主時鐘源，通過網(wǎng)絡，發(fā)給其他的子系統(tǒng)，以達到整個系統(tǒng)的時間同步性。通過計算從發(fā)出主時鐘信息到發(fā)送到目標節(jié)點接受該信息并產(chǎn)生中斷之間的時間差，可以得出延遲時間。然后通過補償來達到時間同步。軟件授時成本低，可由于同步信息在網(wǎng)絡上傳輸?shù)难舆t大且有很大的不確定性，所以授時精度低(通常為10-6秒到10-3秒)。

綜合考慮，本文的時鐘同步方案采用的是硬件時鐘同步，各節(jié)點根據(jù)系統(tǒng)中的主時鐘來調整它們的時鐘，具體實現(xiàn)方法是：添加硬件時鐘同步信號線CONCLK用來傳輸時間同步信號，同步控制信號周期為2ms，以同步信號的上升沿作為同步點。在控制器中設置同步信號發(fā)生器，并在各個驅動器內部設置同步接受單元。驅動器從站的同步接受單元檢測到主戰(zhàn)的CONCLK上升沿后，各從站時鐘同時清零。這樣定期清零不僅保持了各從站時鐘的一致性，同時也避免了同步誤差的累計。

伺服控制器

伺服控制器是用來控制伺服電動機的一種控制器，又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。何服驅動器一般通過位置、速度和轉矩三種方式對間服電動機進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。目前，伺服驅動器是傳動技術的產(chǎn)品。伺服驅動器一般采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化。