伺服电机控制方式及选择技巧

伺服电机一般有三种控制模式：速度控制模式、扭矩控制模式和位置控制模式。

速度控制和扭矩控制都由模拟量控制。位置控制通过发送脉冲来控制。具体控制方式应根据客户要求和运动功能选择。

如果你对电机的速度和位置没有要求，就输出一个恒定的转矩，当然使用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，但对实时转矩不是很在意，那么不方便使用转矩模式，好使用速度或位置模式。如果上位控制器有更好的闭环控制功能，调速效果会更好。如果要求不是很高，或者基本没有实时性要求，位置控制方法对上位控制器要求不高。

就伺服驱动器的响应速度而言，转矩模式运行小，驱动器对控制信号响应快；位置模式计算量大，驾驶员对控制信号响应慢。

当运动中对动态性能要求较高时，需要实时调整电机。然后如果控制器本身运行速度慢(比如PLC，或者低端运动控制器)，就用位置控制。如果控制器的运行速度比较快，位置环可以通过速度从驱动器移动到控制器，减少了驱动器的工作量，提高了效率(如大多数中高端运动控制器)；如果有更好的上位控制器，也可以通过扭矩来控制，速度环也可以从驱动器中去掉，这只能通过高端的专用控制器来完成，此时不需要使用伺服电机。

换句话说：

1.扭矩控制：

转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接地址的分配来设定电机轴的输出转矩。比如10V对应5Nm，当外部模拟量设为5V时，电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm，电机正向旋转，如果外部负载等于2.5Nm，电机不旋转，大于2.5Nm，电机反向(一般在重力负载下)。可以通过即时改变模拟量的设置来改变设定的转矩，也可以通过通讯的方式改变相应地址的值。主要应用于对材料应力有严格要求的卷绕和退绕设备，如卷绕设备或光纤拉丝设备。扭矩的设定应根据缠绕半径的变化随时改变，以保证材料的应力不会随着缠绕半径的变化而变化。

2.位置控制：

在位置控制模式下，旋转速度由从外部输入的脉冲频率决定，旋转角度由脉冲数决定。有些伺服系统可以通过通讯直接给速度和位移赋值。因为位置模式可以严格控制速度和位置，所以它通常应用于定位设备。应用如数控机床、印刷机械等。

3.速度模式：

转速可以通过模拟量的输入或脉冲的频率来控制，速度模式可以在有上位控制装置外环PID控制时定位，但电机或直接负载的位置信号必须反馈到上位进行计算。位置模式也支持直接加载外环来检测位置信号。此时电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号直接后。