戰(zhàn)場(chǎng)系統(tǒng)例如Stryker裝甲車中越來越廣泛地使用伺服直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，這顯示出這些運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)強(qiáng)健。
在伺服驅(qū)動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域，美國(guó)軍方既是領(lǐng)導(dǎo)者也是追隨者。
正如Galil Motion Control公司的資深應(yīng)用工程師John Riley所說，美國(guó)軍方在伺服驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用方面仍然落后于工業(yè)界，至少在戰(zhàn)場(chǎng)裝備方面是這樣。“軍方通常比較保守，這也可以理解。”Riley說。
之所以說這種保守可以理解，是因?yàn)檐姺讲荒苣们熬€士兵的生命開玩笑。戰(zhàn)場(chǎng)裝備中的很多應(yīng)用并不需要高端工業(yè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)所需的那種精確度，比如半導(dǎo)體制造業(yè)。“軍事應(yīng)用可能也要求一定的精確度，”Riley稱，“但是不太可能要求像在幾十納米內(nèi)安裝晶板那樣的精確度。”
但是當(dāng)軍方真的使用伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的時(shí)候，它卻在伺服驅(qū)動(dòng)器魯棒性方面走在前面。Riley稱軍方在溫度范圍、振動(dòng)載荷和封裝方面的要求高于工業(yè)應(yīng)用的伺服驅(qū)動(dòng)器。
Styker的武器系統(tǒng)可能最受關(guān)注，但是該裝甲車的高級(jí)伺服驅(qū)動(dòng)的光學(xué)觀察器卻能讓它的指揮官在戰(zhàn)場(chǎng)上生存下來
美國(guó)陸軍Stryker裝甲車是伺服驅(qū)動(dòng)器在軍事設(shè)備應(yīng)用的極好例子，它是八個(gè)輪子且全輪驅(qū)動(dòng)的裝甲車，目前在伊拉克服役。Stryker的一個(gè)高級(jí)性能是具有一個(gè)定制的光學(xué)觀察系統(tǒng)，它能讓指揮官360度了解戰(zhàn)場(chǎng)情況——而不用將他的頭探出裝甲車。
該系統(tǒng)由PVP Advanced Electro-Optical Systems公司開發(fā)，稱為指揮官全景觀察器(CPV))，這個(gè)高科技潛望鏡在兩個(gè)軸使用了
慣性傳感器，還使用了一個(gè)陀螺裝置，這樣裝甲車無論在崎嶇不平的地形上行駛還是在承受武器系統(tǒng)后坐力的時(shí)候，指揮官都能清楚地觀察外界情況。
據(jù)工程師Geoff Miller稱，CPV具有“在幾個(gè)角秒內(nèi)”的絕對(duì)指向精度，他是PVP公司的軍方項(xiàng)目經(jīng)理。它還在各種操作環(huán)境下，例如不同的車速、溫度、高達(dá)幾百個(gè)”g”的振動(dòng)載荷、光照以及其它情況，把觀測(cè)器穩(wěn)定到100微弧度。它被設(shè)計(jì)用于滿足在惡劣條件下保持長(zhǎng)使用壽命和低維護(hù)性能的要求。“要知道為軍方設(shè)計(jì)的這些系統(tǒng)必須至少服役20年。”Miller幽默地說。
PVP公司多年來為軍方和國(guó)家安全設(shè)備制造相關(guān)光學(xué)系統(tǒng)和傳感器平臺(tái)，過去公司只使用
步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)陀螺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。“我們對(duì)步進(jìn)電機(jī)非常了解，因此采用步進(jìn)電機(jī)當(dāng)然是最保守最穩(wěn)妥的。”Miller稱。不過在CPV項(xiàng)目中，PVP公司的工程師們?cè)诖_保閉環(huán)伺服系統(tǒng)能夠滿足軍方惡劣的環(huán)境和長(zhǎng)壽命要求的前提下，他們第一次嘗試使用了這種系統(tǒng)。最后他們使用了幾個(gè)供貨商的直接驅(qū)動(dòng)的無框馬達(dá)和Galil公司的一臺(tái)DMC-1425雙軸控制器制造了CPV的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。該控制器本身必須要根據(jù)底板布局和VME 底板連接進(jìn)行定制。Galil還協(xié)助PVP公司進(jìn)行固件定制，以滿足Stryker中所使用的非標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議，并能夠處理系統(tǒng)中的Netzer電子編碼器發(fā)出的信號(hào)。
Miller稱，該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在兩種互補(bǔ)模式下工作：第一種是根據(jù)指揮官指定的特定仰角和方位角而設(shè)定的位置模式；第二種是進(jìn)行位置循環(huán)的閉合從而保證穩(wěn)定性。系統(tǒng)必須能夠根據(jù)飛速變化的地形情況和武器發(fā)射引起的擾動(dòng)快速進(jìn)行修正，因此它的頻率為2kHz。
直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)在保證系統(tǒng)性能方面也發(fā)揮了作用。一方面它不需要?jiǎng)恿X輪組件從而節(jié)省了空間提高了可靠性，另一方面因?yàn)樗恍枰獎(jiǎng)恿X輪組件，從而不存在磁滯現(xiàn)象，這提高了反應(yīng)速度。“最終我們?cè)O(shè)計(jì)出了一個(gè)反應(yīng)更快的系統(tǒng)。”Miller說。
雖然PVP公司有豐富的步進(jìn)電機(jī)經(jīng)驗(yàn)，但是它在該設(shè)備中采用閉環(huán)伺服系統(tǒng)是迫不得已的。據(jù)Galil資深應(yīng)用工程師John Hayes稱，這是因?yàn)橐环矫嫦到y(tǒng)的更新頻率很高，這對(duì)步進(jìn)電機(jī)來說是個(gè)大問題，他協(xié)助PVP公司定制Stryker設(shè)備的DMC-1425控制器。“對(duì)于該設(shè)備，即使微步進(jìn)電機(jī)也太慢太不穩(wěn)定了。”他說。Miller還提到了由于采用了這種伺服系統(tǒng)所帶來的性能提升。“該項(xiàng)目的精確度要求需要我們采用
伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。”Miller稱。
夜鷹系統(tǒng)是一個(gè)云臺(tái)萬向節(jié)，采用了和Stryker 相同的光學(xué)觀察器，可對(duì)光學(xué)和其他傳感器進(jìn)行定位
即使不是因?yàn)榫_度的要求把步進(jìn)電機(jī)篩選掉，PVP還有其他理由使用伺服驅(qū)動(dòng)器而不使用步進(jìn)電機(jī)。Miller稱CPV所采用的Galil伺服驅(qū)動(dòng)器平臺(tái)也開始應(yīng)用于其他新產(chǎn)品開發(fā)。“伺服驅(qū)動(dòng)器是縮短開發(fā)時(shí)間和降低成本的有力工具。”他說。
例如，在它成功用于Stryker觀察系統(tǒng)后，PVP公司又為國(guó)家安全設(shè)備開發(fā)了一種新型監(jiān)視工具。這套夜鷹（Night Hawk）系統(tǒng)是一種云臺(tái)萬向節(jié)，在幾個(gè)角秒精度內(nèi)對(duì)光學(xué)和其他類型的傳感器進(jìn)行定位。“對(duì)于夜鷹系統(tǒng)，我們可以使用和CPV一樣的伺服系統(tǒng)，95%的固件可以再利用。”Miller稱。
其它即將面世的類似產(chǎn)品也會(huì)采用PVP公司的伺服驅(qū)動(dòng)器平臺(tái)。“目前我們打算讓新產(chǎn)品都使用伺服驅(qū)動(dòng)器，除非客戶特別指定使用步進(jìn)電機(jī)。”Miller稱。
