
【計】 servo theory
servo
【電】 servo
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【醫】 rationale; theory
伺服理論(Servo Theory)是控制工程領域的核心概念,指通過閉環反饋機制實現系統輸出精準跟隨輸入指令的技術體系。其核心在于利用誤差信號實時調整執行機構的動作,實現高精度位置、速度或力的控制。以下從漢英對照與技術内涵角度解析:
源自日語“サーボ”(servo),意為“從屬服務”,強調系統跟隨指令的特性。
縮寫自拉丁語“servus”(奴隸),引申為“受控執行裝置”。
通過傳感器檢測輸出量(如位置/速度),與目标值比較生成誤差信號,經控制器(如PID)驅動執行器(如電機)消除誤差的動态過程 。
反饋閉環結構
動态性能指标
數控機床(CNC)刀具軌迹跟蹤、機器人關節控制。
飛行器舵面控制、衛星姿态調整。
相機自動對焦系統、無人機雲台增穩 。
現代伺服系統融合自適應控制(如模型參考自適應)與智能算法(如模糊PID),結合高速總線(EtherCAT)實現微秒級同步,支撐精密制造與人工智能協同應用 。
伺服理論是控制工程領域的核心概念,主要研究如何通過閉環反饋機制實現高精度運動控制。以下從五個維度綜合解析:
定義與詞源 “伺服”源于希臘語“δούλος”(奴隸),指系統能像奴隸般絕對服從控制指令。其本質是自動控制系統,通過反饋調節使輸出量(如位置、速度)精準跟隨輸入目标的變化。
核心原理 采用閉環控制結構,包含傳感器實時監測輸出量,控制器将實際值與目标值比對後生成修正信號,通過驅動器調整執行機構(如伺服電機)動作。這種PID控制模式可消除誤差,數學表達為: $$ e(t) = r(t) - y(t) $$ $$ u(t) = K_p e(t) + K_i int e(t)dt + K_d frac{de(t)}{dt} $$
系統組成 典型系統包含三大模塊:
該理論的發展經曆了三個階段:20世紀40年代的液壓伺服、70年代的直流電機伺服,到21世紀的智能伺服系統(集成AI算法)。當前研究熱點包括非線性控制、多軸協同控制等方向。
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