伺服控制系统有哪些控制模式？

时间：2021-11-04

作者：重庆迈成科技发展有限公司

伺服控制系统有哪些控制模式？

伺服控制，即为满足某种目的，对产生的运动和对物体的运动进行控制的人类活动。所谓伺服控制指对物体运动的位置、速度及加速度等变化量的有效控制。这种控制已在各个领域得到推广。伺服控制系统是指用来精确跟踪或再现某一过程的反馈控制系统。

一、伺服系统大致可分为以下几项：

1、指令部分：动作指令信号输出装置

2、驱动部分：接收指令部分输出并驱动执行机构动作的装置（如电机）

3、反馈部分：检测执行结构或负载状态的设备

4、执行器：接收驱动部分的输出信号，产生转矩、位置等状态

二、控制方式

伺服系统一般有三种控制方式：速度控制、转矩控制和位置控制。

1、速度控制

（1）、速度系统是指电动机按照给定的速度指令运行

（2）、速度控制的应用非常广泛，包括：需要快速声音座椅的连续速度控制系统；具有上闭环的定位系统；需要多列速度快速切换的系统。

（3）、一般情况下，伺服系统的速度以模拟量的形式给出，即模拟量的幅值决定给定的速度，正、负决定电机的关系，这取决于速度指令增益（pn300）。

2、转矩控制

（1）无速度控制时，输出转矩控制是典型的转矩控制。

（2）常用于张力控制等场合

（3）输入为模拟量，模拟量与转矩的关系取决于转矩指令增益。

（4）例如，如果用户将pn400设置为100，则表示如果输入10ν的模拟量，则电机的输出转矩可以达到其额定转矩的**。

3、位置控制

位置控制广泛应用于各种定位场合，可以直接代替各种步进传动系统。一般来说，伺服通过接收脉冲来控制位置。脉冲数决定位置，脉冲频率决定马达的速度。脉冲的位置当量取决于机械结构和电子齿轮。

三、三种控制方式比较：

（1）、如果不需要电机的转速和位置，只要转矩输出恒定，当然采用转矩模式。

（2）、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关心，采用转矩方式不方便，但转速或位置方式更好。如果上层控制器具有较好的闭环控制功能，速度控制效果会更好。如果要求不是很高，或者没有实时性要求，那么对于具有位置控制的上位机控制器就没有很高的要求。

（3）、从伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式的计算量较小，驱动器对控制信号的响应较快；位置模式的计算量较大，驱动器对控制信号的响应较慢。

（4）、当需要运动时的动态性能时，需要对电机进行实时调整。然后，如果控制器本身的运行速度很慢（如PLC或低端运动控制器），则采用位置控制。如果控制器的操作速度比较快，可以将位置环从驱动器以一种速度的方式移动到控制器上，从而减少驾驶员的工作量，提高效率（例如大多数中高端运动控制器）；如果有更好的上控制器，转矩控制可以用来从驱动器上去掉速度环，这一般只是高端**控制器的能力之外，此时不需要使用伺服电机。

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