Servomecanismo
En la ingeniería de control, un servomecanismo , generalmente abreviado como servo , es un dispositivo automático que utiliza retroalimentación negativa con detección de errores para corregir la acción de un mecanismo. [1] En aplicaciones con control de desplazamiento, generalmente incluye un codificador incorporado u otro mecanismo de retroalimentación de posición para garantizar que la salida esté logrando el efecto deseado. [2]
El término se aplica correctamente solo a sistemas donde las señales de retroalimentación o corrección de errores ayudan a controlar la posición mecánica, la velocidad, la actitud o cualquier otra variable medible. [3] Por ejemplo, el control de un elevalunas eléctrico de un automóvil no es un servomecanismo, ya que no hay retroalimentación automática que controle la posición; el operador lo hace mediante la observación. Por el contrario, el control de crucero de un automóvil utiliza retroalimentación de circuito cerrado , que lo clasifica como un servomecanismo.
Un tipo común de servo proporciona control de posición . Por lo general, los servos son eléctricos , hidráulicos o neumáticos . Operan según el principio de retroalimentación negativa, donde la entrada de control se compara con la posición real del sistema mecánico medida por algún tipo de transductor en la salida. Cualquier diferencia entre los valores reales y deseados (una "señal de error") se amplifica (y convierte) y se utiliza para impulsar el sistema en la dirección necesaria para reducir o eliminar el error. Este procedimiento es una aplicación ampliamente utilizada de la teoría de control . Los servos típicos pueden dar una salida rotativa (angular) o lineal.
El control de velocidad a través de un gobernador es otro tipo de servomecanismo. La máquina de vapor utiliza reguladores mecánicos; otra aplicación temprana fue la de regular la velocidad de las ruedas hidráulicas . Antes de la Segunda Guerra Mundial, la hélice de velocidad constante se desarrolló para controlar la velocidad del motor para maniobrar aviones. Los controles de combustible para motores de turbina de gas emplean un gobierno hidromecánico o electrónico.
Los servomecanismos de posicionamiento se utilizaron por primera vez en equipos militares de control de fuego y navegación marina . Hoy en día, los servomecanismos se utilizan en máquinas herramienta automáticas , antenas de seguimiento de satélites, aviones de control remoto, sistemas de navegación automática en barcos y aviones, y sistemas de control de armas antiaéreas . Otros ejemplos son los sistemas fly-by-wire en aeronaves que usan servos para accionar las superficies de control de la aeronave y los modelos controlados por radio que usan servos RC para el mismo propósito. Muchas cámaras con enfoque automático también utilizan un servomecanismo para mover la lente con precisión. Una unidad de disco durotiene un servo sistema magnético con precisión de posicionamiento submicrométrica. En las máquinas industriales, los servos se utilizan para realizar movimientos complejos, en muchas aplicaciones.
Un servomotor es un tipo específico de motor que se combina con un codificador rotatorio o un potenciómetro para formar un servomecanismo. Este conjunto puede, a su vez, formar parte de otro servomecanismo. Un potenciómetro proporciona una señal analógica simple para indicar la posición, mientras que un codificador proporciona retroalimentación de posición y, por lo general, de velocidad, que mediante el uso de un controlador PID permite un control más preciso de la posición y, por lo tanto, un logro más rápido de una posición estable (para una potencia de motor determinada) . Potenciómetros están sujetos a la deriva cuando cambia la temperatura, mientras que los codificadores son más estable y precisa.
El cilindro gris / verde es el motor de CC de tipo escobilla . La sección negra en la parte inferior contiene el engranaje reductor planetario , y el objeto negro en la parte superior del motor es el codificador rotatorio óptico para retroalimentación de posición.
1. motor eléctrico
2. potenciómetro de realimentación de posición
3. engranaje reductor
4. brazo actuador