3種伺服電機控製方式講解及（jí）如何選擇

伺服電機速度控製和轉矩控製由模擬量控製，位置控製由發（fā）送脈衝控（kòng）製（zhì）。具體（tǐ）的控（kòng）製（zhì）方式要根據客（kè）戶的（de）要求（qiú）和運動功能來選擇（zé）。

接下來，我們將（jiāng）介紹伺服電機的三種控製模式:

如果你對電機的轉速（sù）和位置沒有要求，輸出一個（gè）恒定（dìng）的扭矩就可以了，當然是在扭矩模式下。

如果對位置和速度有一定的精度要求，但對實時（shí）轉矩不（bú）是很在意，最好使用速度或（huò）位置模式（shì）。

如果（guǒ）上位控（kòng）製器有很好的閉環控製功能，速度控製（zhì）效果會更好。如果要求本身不是很（hěn）高，或者基本沒有實時性要求，位置控製對上位控製器要求不高（gāo）。

就伺服驅動器的響應速（sù）度而言，轉（zhuǎn）矩模式的計算量最小，驅（qū）動器（qì）對控製信號的響應最快。位置計（jì）算量最大，驅動器對控製信（xìn）號的響應最慢。

當運動中對動態性能有較高要求時，需要對電機進（jìn）行（háng）實時調整。

如果控製器本身的運行速度很慢(如PLC或低（dī）端（duān）運動控製器)，則（zé）采用位置控製。

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

如果（guǒ）有更好的上位控製器，也可以用扭矩控製，速（sù）度環也可以從驅動中（zhōng）去掉，一（yī）般隻有高端專用控（kòng）製（zhì）器才（cái）有。

一般來說，比較驅動控製的好壞有一個（gè）直觀（guān）的方法，叫做響應帶寬。

轉矩控製或速度控製時，脈衝發生器給它一個方波信號，使電機不斷（duàn）地正反轉，不斷（duàn）地提高頻率。示波器顯（xiǎn）示一個掃描（miáo）信（xìn）號。當包絡的峰值達到最高值的70.7%時（shí），說明控（kòng）製失步。這時候頻率就（jiù）能看出控製的好壞。一般電（diàn）流環可以做到1000HZ以上，速度環隻能做到幾十HZ。

01

扭矩控製

轉矩控製方式是（shì）通過外部模擬量（liàng）的輸入或直接地址分（fèn）配來設定電機軸的外（wài）部輸出（chū）轉（zhuǎn）矩。具體表述為，比如10V對應5Nm，當外部模擬量設置為5V時，電機軸的輸出為（wéi）2.5Nm:電機軸負載低於2.5Nm時，電機正轉，外部負載等於2.5Nm，大於2.5Nm時電機反轉(通常是重力負載情況下)。您可以通過即時改變模擬量的設置，或通過通訊方式（shì）改變相應地址的值來改變設定（dìng）扭矩。

主要用於對材料受力（lì）有（yǒu）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（biàn），以保證材料的受力不會隨著纏繞半徑的變化而變（biàn）化。

02

位置控製

位（wèi）置控製方式一般（bān）是通過外部（bù）輸入脈衝的（de）頻率來決定轉速，通過脈衝的個數來決定轉角，有些伺（sì）服（fú）可以（yǐ）通過通訊的方式直接給速度和位移賦值。由於位置模式可以（yǐ）嚴格控製速度和位置，所以一般應（yīng）用於定位設（shè）備。

數控機床、印刷機械等（děng）應用。

03

速度模式

轉速可由模擬量（liàng）輸入或脈（mò）衝頻率控製（zhì），提供上位控（kòng）製器外環PID控製時也可定位速度模式，但必須將電機（jī）的位置信號（hào）或直接（jiē）負載的位置信號（hào）反饋給（gěi）上位控製器進行計算。位置模式還支持直（zhí）接負載（zǎi）外環來檢測位置信（xìn）號。此時電機軸端的編碼（mǎ）器（qì）隻檢測電機轉速，位（wèi）置信號由直接最終負載端的檢（jiǎn）測裝（zhuāng）置提供。這樣做的好處是減少了中間傳輸過（guò）程中的誤差，增加了整個係統的定位精度。

一（yī）般電機由三個回路控製，所謂三個回路就是三個閉環負反饋PID調節係統。最內部的PID回路是電流回路，完全在伺服驅（qū）動（dòng）器（qì）內部進行。霍爾器件檢測驅動器每相輸出到電機（jī）的電流，負反饋通過PID調節電流設定，使輸出（chū）電流盡可能接近設定電流，電流環控製電機（jī）轉矩。因此，在扭矩模式下，駕駛員的計算量最小，動態響應最快。

第二個回路是速度回路，通過檢測（cè）電機編碼器（qì）的信號進行負反饋PID調節。它在（zài）環（huán）中的PID輸出直接是電流環的設定，所以速度環控製包括速度環和電（diàn）流環（huán）。換（huàn）句話說，任何模式都必須使用電流回路，這是控（kòng）製的基（jī）礎。在速（sù）度（dù）和位置控（kòng）製的同（tóng）時，係統實際上是在控製電流(轉矩)來實現速度和位（wèi）置的相（xiàng）應控製。

第三環是位置環，是最外麵的環。它可以建立在驅動器（qì）和電機編碼器之間，也可以建立在外部控製器和電機（jī）編（biān）碼器或最終負（fù）載之間，具體取決於實際情況。因為（wéi）位置控製回路的內部輸出是（shì）速度回路的設置，所以係統（tǒng）在（zài）位置控（kòng）製模式下執行所有三個回路操作。此時係統計算量最大，動態響應（yīng）速度最慢。