Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Cơ cấu servo”

Trong kỹ thuật điều khiển, '''cơ cấu servo,''' đôi khi được gọi tắt là '''servo,''' là một thiết bị tự động có sử dụng lỗi cảm biến phản hồi âm để điều chỉnh hành động của một cơ cấu. <ref>[http://www.baldor.com/pdf/manuals/1205-394.pdf Baldor Electric Company – Servo Control Facts]. Accessed 25 September 2013</ref> Nó thường bao gồm một bộ mã hóa (encoder) đi kèm bên trong hoặc cơ cấu phản hồi vị trí khác để đảm bảo đầu ra đạt được hiệu quả mong muốn. <ref>[http://www.anaheimautomation.com/manuals/forms/servo-motor-guide.php Anaheim Automation: Servo Motor Guide]. Accessed 25 September 2013</ref>

Thuật ngữ này chỉ áp dụng một cách chính xác đối với những hệ thống mà các [[Feedback|thông tin phản hồi]] hoặc các tín hiệu điều chỉnh sai số giúp điều khiển vị trí cơ khí, tốc độ hay các thông số khác. <ref>[http://www.businessdictionary.com/definition/servomechanism.html BusinessDictionary.com definition]. Accessed 25 September 2013</ref> Ví dụ, một điều khiển [[Cửa sổ điện|cửa sổ điện]] của ô tô không phải là một cơ cấu servo, vì không có thông tin phản hồi tự động để điều khiển vị trí-người vận hành thực hiện điều này bằng cách quan sát bằng mắt thường. Ngược lại [[Hệ thống điều khiển hành trình|điều khiển hành trình]] của xe ô tô sử dụng phản hồi vòng kín, thì được xếp vào như là một cơ cấu servo.

Điều khiển tốc độ thông qua một thiết bị điều tốc là một loại cơ cấu servo khác. [[Động cơ hơi nước|Động cơ hơi nước]] sử dụng các thiết bị điều tốc cơ khí; một ứng dụng ban đầu khác là để điều chỉnh tốc độ của bánh xe nước. Trước Thế chiến thứ II cánh quạt tốc độ không đổi được phát triển để điều khiển tốc độ động cơ máy bay. Điều khiển nhiên liệu cho động cơ [[Động cơ tuốc bin khí|tuabin khí]] sử dụng bộ điều tốc điện hoặc thuỷ lực.

Các cơ cấu servo vị trí đầu tiên được sử dụng trong điều khiển hỏa lực quân sự và thiết bị điều hướng hàng hải. Ngày nay, Cơ cấu servo được sử dụng trong các máy công cụ tự động, ăng-ten theo dõi vệ tinh, máy bay điều khiển từ xa, hệ thống định vị tự động trên tàu thuyền và máy bay, và hệ thống điều khiển súng phòng không. Những ví dụ khác là những hệ thống điều khiển bay trong [[Khí cụ bay|máy bay]], sử dụng các servo để phát động các bề mặt điều khiển của máy bay, và các mô hình điều khiển bằng radio sử dụng các RC servo với cùng mục đích. Nhiều máy ảnh tự động lấy nét cũng sử dụng một cơ cấu servo để di chuyển các ống kính một cách chính xác. Một [[Ổ đĩa cứng|ổ đĩa cứng]] có một hệ thống servo từ tính với độ định vị chính xác đến micromet. Trong các máy móc công nghiệp, servo được sử dụng để thực hiện các chuyển động phức tạp, trong nhiều ứng dụng.

[[File:servo.jpg|thumb|200px|Cơ cấu servo R/C nhỏ.1. Động cơ điện2. Chiết áp phản hồi vị trí 3. Hộp số giảm tốc 4. Cánh tay điều khiển ]]

Một ''cơ cấu servo'' là một loại động cơ cụ thể được kết hợp với một bộ mã hóa quay (encoder) hoặc một chiết áp để tạo thành một cơ cấu servo. Hợp bộ này có thể đến lượt nó tạo thành một phần của cơ cấu servo khác. Một chiết áp dùng để cung cấp một tín hiệu analog đơn giản để chỉ ra vị trí, trong khi một bộ mã hóa cung cấp vị trí và thường là tốc độ phản hồi, trong đó bằng cách sử dụng một bộ điều khiển PID cho phép điều khiển chính xác hơn vị trí và do đó đạt được vị trí ổn định nhanh hơn (đối với một động cơ nhất định) . Các bộ chiết áp có thể bị trôi dạt khi nhiệt độ hay đổi trong khi bộ mã hóa thì ổn định và chính xác hơn.

Cơ cấu servo được sử dụng cho các ứng dụng cả cao cấp và thấp cấp. Cao cấp là những linh kiện công nghiệp chính xác sử dụng một bộ mã hóa quay. Thấp cấp là các 0}servo điều khiển vô tuyến (RC servo) rẻ tiền được sử dụng trong các mô hình điều khiển bằng radio mà sử dụng một động cơ chuyển động tự do và một cảm biến vị trí chiết áp đơn giản với một bộ điều khiển nhúng. Thuật ngữ ''động cơ servo'' thường dùng để chỉ một thành phần công nghiệp cao cấp trong khi thuật ngữ ''servo'' thường được sử dụng để mô tả các thiết bị rẻ tiền có sử dụng một chiết áp. Các động cơ bước[[Động cơ bước|Động cơ bước]] không được coi là động cơ servo, mặc dù chúng cũng được sử dụng để tạo nên các cơ cấu servo lớn hơn. Các động cơ bước định vị trí theo góc cố hữu, do cấu tạo của chúng, và điều này thường được sử dụng trong một cách thứ vòng hở mà không cần tới tín hiệu phản hồi. Chúng thường được sử dụng cho các ứng dụng có độ chính xác vừa phải.

Các servo RC được sử dụng để cung cấp sự phát động cho các hệ thống cơ khí khác nhau như hệ thống lái của xe hơi, các bề mặt điều khiển trên máy bay, hoặc bánh lái của một chiếc thuyền. Do có già thành hợp lý , tin cậy, và đơn giản vì được điều khiển bởi các bộ vi xử lý, chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng robot có quy mô nhỏ. Một bộ nhận RC tiêu chuẩn (hoặc một vi điều khiển) gửi các tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM) đến servo này. Các thiết bị điện tử bên trong servo này sẽ dịch độ rộng xung này thành tín hiệu vị trí. Khi servo được ra lệnh xoay, động cơ này được cấp nguồn cho đến khi chiết áp đạt được giá trị tương ứng với vị trí ra lệnh.

Thiết bị điều tốc [[Động cơ hơi nước|động cơ hơi nước]] [[James Watt|của James Watt]] thường được coi là hệ thống phản hồi thật sự đầu tiên. Các đuôi quạt cối xay gió là một ví dụ sớm nhất của điều khiển tự động, nhưng vì nó không có một bộ khuếch đại hoặc độ lợi, cho nên nó thường không được coi là một cơ cấu servo.

Joseph Farcot xứng đáng được nhớ đến với khái niệm phản hồi, với nhiều bằng sáng chế giữa năm 1862 và 1868. <ref name="Bennett1986">{{cite book|last=Bennett|first=Stuart|title=A History of Control Engineering, 1800–1930|url=https://books.google.com/books?id=1gfKkqB_fTcC&pg=PA98|date=1986-01-01|publisher=IET|isbn=978-0-86341-047-5|pages=98–100}}</ref>

Động cơ tổ hợp (telemotor) được phát minh khoảng năm 1872 bởi Andrew Betts Brown, cho phép tạo ra các cơ cấu giữa phòng điều khiển và động cơ được đơn giản hóa đi rất nhiều. <ref>[http://www.gracesguide.co.uk/Andrew_Betts_Brown Andrew Betts Brown<!-- Bot generated title -->]</ref> Các động cơ lái hơi nước có những đặc điểm của một cơ cấu servo hiện đại: một đầu vào, một đầu ra, một tín hiệu sai số, và một phương tiện để khuếch đại tín hiệu sai số được sử dụng để phản hồi âm cho việc điều chỉnh sai số tiến tới giá trị zero. Cơ cấu công suất ngược Ragonnet là một bộ khuếch đại servo chạy bằng khí hoặc hơi nước đa mục đích dùng cho chuyển động thẳng được cấp bằng sáng chế vào năm 1909. <ref>Eugine L. Ragonnet, Controlling Mechanism for Locomotives, [http://www.google.com/patents?id=chtDAAAAEBAJ U.S. Patent 930,225], Aug. 9, 1909.</ref>

Cơ cấu servo hiện đại sử dụng các bộ khuếch đại công suất trạng thái rắn, thường được cấu tạo từ [[MOSFET|MOSFET]] hoặc [[Thyristor|thyristor]]. Các servo nhỏ có thể sử dụng các [[Tranzito|transistor]] công suất.

Nguồn gốc của từ này được cho là lấy từ tiếng Pháp ''"Le Servomoteur"'' hoặc slavemotor, lần đầu tiên được sử dụng bởi JJL Farcot vào năm 1868 để mô tả động cơ thủy lực và hơi nước được sử dụng trong hệ thống lái tàu thủy. <ref name="origin">IEEE Industry Applications Magazine March/April 1996, pg 74</ref>

Servo có thể được phân loại theo cách thức làm việc của hệ thống điều khiển phản hồi của chúng: <ref>G. W. Younkin, Industrial Servo Control Systems – Fundamentals and Applications – Second Edition, Taylor and Francis, 2007.</ref>

==Tài liệu thamTham khảo==

[[CategoryThể loại:lýLý thuyết điều khiển]]

[[CategoryThể loại:thiếtThiết bị điều khiển]]

[[CategoryThể loại:Các bộ khuếch đại cơ khí]]

[[CategoryThể loại:Cơ cấu servo]]