En temel formunda bir servo sistem bir aktüatör (kas), bir kontrol aracı (beyin) ve bir geri bildirim elemanından (duyular) oluşur. Otomasyon dünyasında kas bileşeni çok çeşitli mekanizmalardan oluşabilir ancak en çok kullanılan mekanizma servo motordur. Beyin de çok çeşitli elemanlarla temsil edilebilirken tipik olarak bir hareket kontrol birimi ya da bir servo sürücüdür. Duyu bileşeni, bir akım sensörü ve/veya bir enoder, resolver ve hatta bir görüntüleme sistemi ile beyne bilgi geri bildirimi yapar.
Kontrol cihazı, belirli bir konuma hareket etmesi için aktüatöre bir sinyal gönderdiğinde, aktüatör hareket etmeye başlar ve geri bildirim cihazı, aktüatörün nerede olduğuna ve ne kadar hızlı hareket ettiğine ilişkin sinyalleri kontrol birimine gönderir. Daha sonra kontrol birimi geri bildirimi inceler ve motorun komut verilen konuma ulaşıp ulaşmadığına karar verir. Kontrol cihazı ulaşmamışsa , geri bildirim cihazından motorun istenen konuma eriştiğine ilişkin bir sinyal alan kadar, aktüatöre hareket etme sinyali vermeye devam eder.
Servo sistem, hızlı ayarlamalar yapan, yüzlerce kas, birden çok geri besleme cihazı ve bir kontrol sisteminden oluşan, insan bedeni kadar dikkat çekici çok eksenli hareket sistemine benzer bir şekilde çalışır. Örneğin bir beyzbol oyuncusu atılacak topa vurmak için sahaya çıkar ve beyni geçerli durumu, sahadaki oyuncuların sayısını, dışarıda kalanların mevcut sayısını ve savunmanın pozisyonunu analiz eder. Vurucu üçüncü bölgedeki koça bakar ve topa vurma sinyalini alır (ilgili görüntü gözlerden beyne ulaşır). Atıcı topu fırlatırken vurucu atışı tahmin eder ve topun sayı alanıba geçeceği yeri düşünür. Atıcı topu bırakırken vurucunun gözleri bilgiyi beyne gönderir, beyin topun havadaki hareketini analiz eder, saliseler içinde karar verir, birden çok kasa sinyaller gönderir ve topa kesin şekilde vurması için sopanın hareketini koordine eder. Vurucu topu kaçırırsa beyin hatayı analiz ederek sonraki atış için ayarlamalar yapar. İnsan bedeni, bir servo sistemde olduğu gibi, kesin hareketlerin koordineli bir dansı gibi çalışır. Modern endüstriyel servo sistemler önemli düzeyde gelişmiştir ve artık istenen hareketi gerçekleştirmek için nano saniyeler içinde karar veren birden çok geri bildirim cihazına ve hızlı işlemcilere sahip karmaşık kontrol birimleri içermektedir. Tipik bir endüstriyel servo sistem şu bileşenlerden oluşur:
- Servo motor – Sistemin kas bileşenidir, fırçalı ya da fırçasız, gövdeli ya da gövdesiz, lineer ya da döner çok çeşitli teknolojilerde olabilir. Motor, yükü ivmelendirmek ve hareket ettirmek için gereken torku üretir.
- Servo sürücü – Bu bileşen, sistemin beyni ya da beyninin bir kısmı olabilir. Basit servo sürücüler torku ve/veya hızı kontrol edebilirken, daha yüksek seviyeli servo sürücüler ilave özellikler sunar ve programlama yetenekleri olan bir konumlandırıcı olarak yapılandırılabilir. Servo motorla eşleştirilen bir sürücü ya da kontrol birimi, motora vereceği voltajı ve akımı kontrol eder.
- Servo kontrol birimi – Sistemin beynidir, makinenin kontrolüne, girişlerin ve çıkışların çalışmasına yönelik çeşitli seçeneklere izin veren bir programlama ortamı kullanır ve bir tür grafik kullanıcı arabirimi ile bağlantılıdır. Servo kontrol birimleri tek başına ya da servo sürücülerle entegre olabilir.
- Geri bildirim – Sistemin duyularıdır ve tipik olarak servo motor ile entegredir. Geri bildirim elemanı bir encoder, resolver, lineer geri bildirim cihazı, takometre vb. bileşenlerden oluşabilir. Sofistike kontrol sistemleri, daha gelişmiş geri bildirim bileşenleri, örneğin bir görüntüleme sistemi içerebilir.
- Kablolama – Servo sistem bağlantıları, geri bildirim, iletişim ve güç geri besleme kablolarının, beyin, kaslar ve duyuları bir araya getiren bir sinir sistemi haline geleceği şekilde yapılır.
Bir servo sistem için doğru bileşen setinin seçimi, sistemin performans gereksinimlerinin dikkatli bir analizini gerektirmektedir. Gerekli "kas" miktarı servo motorun boyutunu belirleyecek, bu da servo sürücü seçimini etkileyecektir. Uygulamanın hassasiyeti de geri bildirim seçiminde, özellikle de geri bildirim cihazının türü ve çözünürlüğünde bir rol oynar. Sistemde yer alan diğer bileşenler arasındaki koordinasyon miktarı, yanı sıra gerekli olan yanıt, gereken kontrol birimi seviyesini belirleyecektir.
Bunların hepsini bir araya getirmek ciddi bir çalışma gerektirir. Kollmorgen gibi hareket kontrol uzmanları ile birlikte çalışmak, servo sistem seçimi sürecini hem kolaylaştırır hem de hızlandırır ve ortaya, uygulama için optimum bir sistem çıkmasını sağlar.
