3種伺服（fú）電機控製方式講解（jiě）及如（rú）何選擇

伺服電機（jī）速度控（kòng）製和轉矩控製由模擬（nǐ）量控製，位置控製由發送脈衝控製。具體的控製方式要根據客（kè）戶（hù）的要求和運動（dòng）功能（néng）來選擇。

接下來，我們將（jiāng）介紹伺服（fú）電機的（de）三種控（kòng）製模式:

如果你對電機的轉速和位置沒有要求，輸出一個恒定的扭矩就可以了（le），當（dāng）然是在扭矩模式下。

如果（guǒ）對位置和速度有一定（dìng）的精度要求，但對實時轉矩不是很在意，最好使（shǐ）用速度或位置模式。

如果（guǒ）上位控製器有很好的閉環（huán）控製功能，速度控製效果會更好。如（rú）果要求本身不是很高，或者基本沒有實時性要求，位置控製對上位（wèi）控製器要求不高。

就伺服驅動器的響應速度而言，轉矩模式（shì）的計算量最（zuì）小，驅動器對控製信號的響應最快。位置計算量最大，驅（qū）動器對控製信號的響應最慢。

當運動中對動態性能有較高要求（qiú）時，需要對電機進行實時調整。

如果控製器本身（shēn）的運行速度很慢(如PLC或低端運動控製（zhì）器)，則采用位置控製。

如果控製（zhì）器的運行速度較快，可以將位置（zhì）環以速度的方式從驅（qū）動器移到控製器，以減少驅動器的工作量，提高（gāo）效率；

如果（guǒ）有更好的上位控製器，也可以用扭矩控製，速度環也可以從驅動中去掉，一般隻有高端專用控製器才有。

一般來說，比較驅動控製的好壞（huài）有一個直觀的（de）方法（fǎ），叫做響應帶寬。

轉（zhuǎn）矩控製或速度控（kòng）製時，脈衝發（fā）生器給它（tā）一個方波信號，使電機不斷地正反轉，不斷地提高頻率。示波器顯示一個掃描信號。當包絡（luò）的峰值達到最高值的70.7%時，說（shuō）明控製失步。這時候頻率就能看出控製的好壞。一般電（diàn）流環可以做到（dào）1000HZ以上，速度環隻能（néng）做到幾（jǐ）十HZ。

01

扭矩控製

轉（zhuǎn）矩控製方式是通過外部（bù）模擬量的輸入或直（zhí）接（jiē）地（dì）址分配（pèi）來（lái）設定電機軸的外（wài）部輸出轉矩。具體表述為，比如10V對應（yīng）5Nm，當外部模擬量設置為（wéi）5V時，電機軸的輸出為2.5Nm:電機軸負載低於2.5Nm時，電機（jī）正轉，外部負載（zǎi）等於2.5Nm，大於2.5Nm時電機反轉(通（tōng）常是重力負（fù）載情況下)。您可以（yǐ）通過（guò）即時改變模擬（nǐ）量的設（shè）置，或通過通訊方式改變相（xiàng）應地址的值來改變（biàn）設定扭矩。

主要用於對材料（liào）受力（lì）有嚴格要求的卷繞和放卷裝置，如纏繞裝置或光纖牽引裝置。扭矩的設定要根據纏繞半徑的變化隨時改變，以保證材料的受力不會隨著纏（chán）繞（rào）半徑的變化而變化。

02

位置控製

位置（zhì）控製方式一般是通過外部輸（shū）入脈衝的頻（pín）率來決定轉速，通過脈衝的個數（shù）來決定轉角，有些伺服可（kě）以通過通訊的方（fāng）式（shì）直接給速度和位移賦（fù）值。由於位（wèi）置模式可以（yǐ）嚴格（gé）控製速度和位置，所以一般應用於（yú）定位設備。

數控機床、印刷機械等應用。

03

速（sù）度（dù）模式

轉速可由模擬量輸入或脈衝頻率控製（zhì），提（tí）供（gòng）上位控製器外（wài）環PID控（kòng）製時也可定位速度模式，但必須將電機的位置信號或直接負載的位置信（xìn）號反饋給上位控製器進行計算。位置模式還支持直接負載外（wài）環（huán）來（lái）檢測位置信號。此時電機軸端的編碼器隻檢測電機轉速，位置信號由直接最終負載（zǎi）端的檢測裝置提供。這樣做的好處是減少了中間傳輸過程中的誤差，增加了整個係統的定位精度（dù）。

一般電機由三個回路控製，所謂三個回路就是三（sān）個閉環（huán）負反饋PID調節（jiē）係統。最內部的PID回路是電流回路，完全在伺服驅動器內部（bù）進行（háng）。霍爾器件（jiàn）檢測驅動器每相輸出（chū）到電（diàn）機的電流，負反饋通過PID調節電流設定，使輸出電流盡可能接（jiē）近設定電流，電流環控製電機轉矩。因此，在扭矩模式下，駕駛員的（de）計算量最小，動態響應最快。

第二個回路是速度回路，通過檢（jiǎn）測電機編碼（mǎ）器的信號進行負反饋PID調節（jiē）。它在環中的PID輸出直接是電（diàn）流環的設定，所以速度環控製包括速度環和（hé）電流環。換句話說，任何模式都必須使用電流回路，這是控（kòng）製的基礎。在速度（dù）和位置控製的同（tóng）時，係統實際上（shàng）是在控製電流(轉矩)來實現速度和位置的相（xiàng）應控製。

第三環（huán）是位置環，是最外麵的環。它可以建立在（zài）驅（qū）動器和電機編碼器之間（jiān），也可以建立在外部（bù）控製器和電機編碼器或最終負載之間，具體取決於實際（jì）情況。因為位置控製回路的內部輸出（chū）是速度回路（lù）的設置，所以係（xì）統在位置（zhì）控製模式下執行（háng）所有三個回路操作。此時係統計算量最大，動態響應速度最慢。