Was ist ein Servoaktuator?

Ein Servoaktuator ist ein Gerät, das verwendet wird, um eine Vielzahl von ferngesteuerten, automatischen Schalt- oder Betätigungsbewegungen basierend auf Rückkopplungssignalen von dem System, in dem es verwendet wird, bereitzustellen. Im Gegensatz dazu erzeugen herkömmliche Aktuatoren eine festgelegte, endliche Arbeitsbewegung als Reaktion auf einen einzigen Triggereingang. Die mit einem Servoaktuator mögliche Feinsteuerung wird durch die Einbeziehung eines Servocontrollers ermöglicht, der in der Lage ist, die gewünschten Ergebnisse ständig in Echtzeit mit den Systembedingungen zu vergleichen und gegebenenfalls die Differenz zwischen den beiden zu berechnen. Werden Unterschiede erkannt, wird der Aktuator von der Steuerung aktiviert, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Servoaktuatoren werden in einer Vielzahl von ferngesteuerten oder automatisierten Systemen verwendet, deren Größe von winzigen optischen Autofokussystemen bis hin zu großen automatisierten Zielsystemen an Marinegeschützen reicht.

Die grundlegende Theorie der Betätigung dreht sich um das Konzept, aus der Ferne den Impuls oder die Bewegung zu liefern, die zur Ausführung einer Aufgabe erforderlich ist. Dies kann eine einfache Vorwärts- und Rückwärtsbewegung sein, um einen Schalter zu aktivieren, oder eine extrem komplexe, mehrstufige Drehbewegung zum Fokussieren eines Linsensatzes. Das Ausmaß und die Kraft der Betätigungsbewegung können auch nicht mehr als ein Bruchteil eines Zolls und ein paar Unzen Druck bis mehrere Fuß und Tausende von Pfund Drehmoment betragen. Bei herkömmlichen Aktuatoren ist die gelieferte Bewegung ziemlich einfach und hat eine voreingestellte endliche Richtung und Ausdehnung, die von einer einzigen externen Quelle ausgelöst wird. Anwendungen, die eine variable Betätigungsbewegung als Reaktion auf anspruchsvolle Systemanforderungen erfordern, erfordern mehr Kontrolle und erfordern ein Servoaktuatorsystem.

Im Gegensatz zum Single-Trigger-Eingang einfacher Aktuatoren liefert der Servoaktuator seine Ausgangsbewegung als Reaktion auf sogenannte Feedback-Eingänge. Dabei handelt es sich um Signale, die vom angesteuerten System ausgesendet werden und in Echtzeit den genauen Zustand und die Position des Mechanismus bestimmen. Diese Signale werden einem Servocontroller zugeführt, der die Echtzeitdaten mit einem Satz idealer Situationsparameter vergleicht. Dies können Remote-Eingänge von anderen Sensoren und Systemen oder Teil eines vorprogrammierten Datenblocks sein.

Wenn beispielsweise das Zielsystem eines Marinegeschützes einen Satz gewünschter Situationsparameter, bestehend aus einer Drehausrichtung von 185° und einem Laufneigungswinkel von 52° von einem Zielsystem empfängt, vergleicht es diese Parameter mit dem Echtzeit- Positionssignale, die von Sensoren am Turm empfangen werden. Wenn sich die beiden unterscheiden, wird ein Fehlerstatus von der Steuerung protokolliert, die dann die Dreh- und Elevationsaktuatoren anweist, den Turm zu drehen und das Geschützrohr nach oben oder unten zu bewegen. Wenn die gewünschten Bedingungen erfüllt sind, wird der Fehlerstatus aufgehoben und der Turm verriegelt in Bereitschaft für ein Feuersignal. Dies ist eine eher vereinfachte Erklärung eines hochkomplexen Systems, aber ein angemessener Indikator dafür, wie ein Servoaktuator basierend auf einem Vergleich von gewünschten und bestehenden Bedingungen funktioniert. Der Servoaktuator wird häufig in vielen Anwendungen eingesetzt, die von schweren Installationen wie der Steuerung von Marinegeschütztürmen bis hin zu sehr feinen, leichten Beispielen in Linsen-Autofokussystemen reichen.