Was ist ein Servoaktuator?

Ein Servoaktuator ist ein Gerät, das einen weiten Bewegungsbereich zur automatischen und ferngesteuerten Aktivierung oder Umschaltung auf der Grundlage von Rückmeldungssignalen des Systems, in dem es verwendet wird, bereitstellt. Im Gegensatz dazu erzeugen herkömmliche Aktuatoren als Reaktion auf eine einzelne Auslöseeingabe eine definierte, endliche Arbeitsbewegung. Die mit einem Servoantrieb mögliche Feinsteuerung wird durch den Einsatz eines Servocontrollers ermöglicht, der in der Lage ist, die gewünschten Ergebnisse ständig in Echtzeit mit den Systembedingungen zu vergleichen und gegebenenfalls die Differenz zwischen beiden zu berechnen. Werden Unterschiede festgestellt, aktiviert die Steuerung den Aktor, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Servoaktuatoren werden in einer Vielzahl ferngesteuerter oder automatisierter Systeme eingesetzt, deren Größe von kleinen optischen Autofokussystemen bis hin zu großen automatisierten Zielsystemen in Marinewaffen reicht.

Die grundlegende Theorie der Betätigung dreht sich um das Konzept, aus der Ferne den Impuls oder die Bewegung bereitzustellen, die zur Ausführung einer Aufgabe erforderlich sind. Dies kann eine einfache Hin- und Herbewegung zum Betätigen eines Schalters oder eine äußerst komplexe mehrstufige Drehbewegung zum Fokussieren eines Linsensatzes sein. Das Ausmaß und die Kraft der Betätigungsbewegung können auch nicht mehr als einen Bruchteil eines Zolls und ein paar Unzen Druck bis hin zu mehreren Fuß und Tausenden Pfund Drehmoment betragen. Bei herkömmlichen Aktuatoren ist die zugeführte Bewegung recht einfach und hat eine endliche voreingestellte Richtung und Größe und wird von einer einzigen externen Quelle ausgelöst. Anwendungen, die eine variable Betätigungsbewegung als Reaktion auf anspruchsvolle Systemanforderungen erfordern, erfordern mehr Kontrolle und erfordern ein Servoantriebssystem.

Im Gegensatz zum Single-Shot-Eingang einfacher Aktuatoren liefert der Servoaktuator seine Ausgangsbewegung als Reaktion auf sogenannte Feedback-Eingangssignale. Hierbei handelt es sich um vom angetriebenen System gesendete Signale, die in Echtzeit den genauen Status und die Position des Mechanismus definieren. Diese Signale werden an einen Servocontroller gesendet, der die Daten in Echtzeit mit einem Satz idealer Situationsparameter vergleicht. Dies können Ferneingänge von anderen Sensoren und Systemen oder Teil eines vorprogrammierten Datenblocks sein.

Wenn beispielsweise ein Schiffsgeschütz-Zielsystem einen Satz gewünschter Situationsparameter, bestehend aus einer 185°-Rotationsausrichtung und einem Geschützneigungswinkel von 52°, von einem Zielsystem empfängt, vergleicht es diese Parameter in Echtzeit mit Werten. Positionssignale, die von Sensoren am Revolver empfangen werden. Wenn die beiden unterschiedlich sind, registriert die Steuerung einen Fehlerzustand, der dann die Schwenk- und Elevationsaktuatoren anweist, den Turm zu drehen und das Geschützrohr nach oben oder unten zu bewegen. Wenn die gewünschten Bedingungen erfüllt sind, wird der Fehlerzustand aufgehoben und der Turm rastet ein, um ein Feuersignal vorzubereiten. Dies ist eine eher vereinfachte Erklärung eines sehr komplexen Systems, aber es ist ein guter Indikator dafür, wie ein Servoaktuator funktioniert, basierend auf einem Vergleich der gewünschten und vorhandenen Bedingungen. Der Servoaktuator wird häufig in vielen Anwendungen eingesetzt, von Hochleistungsinstallationen wie der Geschützturmsteuerung der Marine bis hin zu sehr feinen und leichten Exemplaren in Objektiv-Autofokussystemen.

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