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關(guān)于伺服，你應(yīng)該知道…
什么是伺服,？
伺服的目標(biāo)是調(diào)整一些輸出,，以使輸入保持恒定值（通常為0）。可以想象一下汽車上的定速巡航控制裝置功能如何工作：定速巡航控制調(diào)節(jié)油門(mén)（伺服輸出）,，以使車速表讀數(shù)（伺服輸入）保持特定值,。伺服器通過(guò)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)：如果速度太低，則伺服器會(huì)給汽車更多的汽油,，汽車加速,，反之亦然。即使汽車的速度是許多變量的函數(shù)（到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油量,，道路的傾斜度,，汽車的速度，風(fēng)速和風(fēng)向等）,，伺服系統(tǒng)也只需測(cè)量汽車的速度,，它需要一種方法來(lái)調(diào)整汽車的速度。如果不是使用伺服,，你可以開(kāi)發(fā)一個(gè)模型來(lái)計(jì)算汽車的速度,，作為上面列出的所有變量的函數(shù)，然后求解必要的汽油量給汽車,，這將是更加困難,，而且更不準(zhǔn)確。
 

定義/基本假設(shè)
還是以巡航控制為例,，我們?cè)谶@里定義一些術(shù)語(yǔ)并寫(xiě)出反饋控制系統(tǒng)的規(guī)范形式：
- 參考輸入（r）- 這是設(shè)定值或測(cè)量值與之比較的參考,。對(duì)于巡航控制，我們假定是65 MPH,。
- 誤差信號(hào)（e）- 這是伺服系統(tǒng)試圖驅(qū)動(dòng)到0 的輸入。在上面的示例中,，它是汽車的測(cè)得速
度與所需速度（巡航控制設(shè)定點(diǎn)或參考輸入）之間的差,。
- 控制信號(hào)（u）- 這是伺服器的輸出。通常稱為簡(jiǎn)單的“伺服輸出”,。在巡航控制的情況下,，
它是汽車的油門(mén)。
- 環(huán)路濾波器（GLF）- 這是伺服的傳遞函數(shù),，它確定如何從誤差信號(hào)中生成控制信號(hào),。
- 設(shè)備（GP）- 這是由伺服系統(tǒng)控制的系統(tǒng)或過(guò)程。在上面的例子中,，汽車就是這個(gè)設(shè)備因?yàn)樗潜豢刂频摹?br />- 受控輸出（c）- 這是受控設(shè)備的輸出,。在此示例中，就是汽車的速度,。
- 主反饋信號(hào)（b）- 將其與參考輸入信號(hào)進(jìn)行比較以生成誤差信號(hào),。在上面的示例中，這將是測(cè)速儀測(cè)得的速度,。
- 反饋元素（H）- 通常是測(cè)量或傳感器,，因?yàn)樗鼈儗⑹芸剌敵鲛D(zhuǎn)換為主反饋信號(hào),。在許多設(shè)置中，它們可以忽略,。如果我們假設(shè)車廂速度與從車速表測(cè)得的車廂速度相同,，則可以從系統(tǒng)中刪除這部分，將受控輸出用作主反饋信號(hào),。
- 干擾（n）- 這些（通常未知）是將受控輸出保持在所需值時(shí)的挑戰(zhàn),。在巡航控制示例中，它們將包括風(fēng)速和風(fēng)向,，道路坡度以及任何可能影響汽車速度的因素,。在沒(méi)有任何干擾的情況下，幾乎不需要伺服系統(tǒng),。
使用這些術(shù)語(yǔ),，我們可以將巡航控制系統(tǒng)改寫(xiě)為更一般的形式。現(xiàn)在我們做一個(gè)重要的假設(shè)：該系統(tǒng)是線性的,。雖然通常環(huán)路濾波器（GLF）可以是輸入誤差信號(hào)e 的任意函數(shù),，但我們將假定環(huán)路濾波器的輸出與誤差輸入成正比： 。
我們將對(duì)反饋循環(huán)中的每個(gè)元素都進(jìn)行這樣的假設(shè),。

伺服做得好嗎,？
現(xiàn)在我們已經(jīng)有了描述伺服器的形式，現(xiàn)在該定義伺服器的性能指標(biāo)了,。假設(shè)我們希望我們的汽車保持r = 65 MPH 的恒定速度,。如果我們斷開(kāi)伺服系統(tǒng)的連接（斷開(kāi)控制信號(hào)u 或圖中的油門(mén)調(diào)節(jié)器的連接），則可以說(shuō)汽車的行駛速度為c0= 64 MPH（不管因?yàn)槭裁?，汽車正在下坡,，油門(mén)踏板被卡住，等等）,。在這種情況下,，我們得到誤差信號(hào)（e）為1 MPH。現(xiàn)在我們啟動(dòng)伺服系統(tǒng),，我們的速度將達(dá)到多少,？理想的是65 MPH，但讓我們具體看一看,。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),，我們假設(shè)H = 1，而b = c,。這就意味著我們正在準(zhǔn)確地測(cè)量實(shí)際的汽車速度,。使用線性響應(yīng)的假設(shè)，我們可以編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的方程式將每個(gè)塊的輸入和輸出關(guān)聯(lián)起來(lái)：

第三個(gè)c 的方程式中c0 定義來(lái)自哪里？我們知道在沒(méi)有u 的情況下,，汽車的速度為c0 =64MPH（這是沒(méi)有接伺服的汽車速度）,，并且我們假設(shè)系統(tǒng)是線性的，因此當(dāng)u 從0 增加時(shí),，輸出c 增加比例,。結(jié)合這些方程，我們得到：

注意,，這里是未接伺服時(shí)的測(cè)得速度,， 是沒(méi)有接伺服回路的誤差信號(hào)。我們將e0 定義為沒(méi)有接伺服的情況下的錯(cuò)誤信號(hào)： ,，并將其與前面的方程式結(jié)合得到：

從中我們可以看到一些有趣的事情,。是閉環(huán)（鎖定）誤差與原始（未鎖定）誤差的比率。理想情況下,，該比率將非常小,，因?yàn)榕c原始誤差相比閉環(huán)誤差很小。如果我們?cè)O(shè)置G = 0.5（G代表增益）,，那么誤差將增加2 倍,。誤差增加并且更多的增益只會(huì)放大誤差……這是正反饋。正反饋是與誤差信號(hào)在同一方向上的反饋,，因此它會(huì)放大任何誤差,。在該反饋試圖抵消原始誤差的情況下，我們希望得到負(fù)反饋,。如果我們?cè)O(shè)置G = -0.5,，則誤差將達(dá)到其原始值的0.67。如果G = 0,，則誤差保持不變,，伺服關(guān)閉。如果G = -9,，則我們的誤差減少了10 倍。這是伺服的基本要點(diǎn),，我們可以將誤差減小與成正比的量,。在| G | >> 1 的情況下，可近似認(rèn)為除以G,。

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D2-125 激光伺服器設(shè)計(jì)用于激光器和其他實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的低噪聲伺服控制。PI2D 環(huán)路濾波器具有兩級(jí)積分反饋,，可以緊密鎖定腔體和原子/分子躍遷,。D2-125 可實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)環(huán)路濾波器參數(shù)的*控制，從而可以對(duì)各種設(shè)備達(dá)到 jia伺服循環(huán)，例如電流調(diào)諧,，聲光和電光調(diào)制器,，壓電驅(qū)動(dòng)器等。
 

應(yīng)用領(lǐng)域包括：
? 原子,、離子捕獲,，包括BEC
? 頻率計(jì)量
? PDH 腔鎖定
? 激光穩(wěn)定和控制
? 位置控制
? AOM 振幅穩(wěn)定

圖1 D2-125 激光伺服器