伺服电机控制方式的三种基本形式

伺服电机是一种广泛应用于工业自动化和机器人领域的电机类型。它具有高精度、高响应性和良好的控制性能，可用于实现精确位置控制和速度调节。本文将介绍伺服电机的基本概念，并着重讨论其三种基本的控制方式：位置式控制、速度式控制和扭矩式控制。

1. 位置式控制

基本原理：

位置式控制是最常见也是最简单的伺服电机控制方式之一。它通过将电机的角度或位置与给定的目标位置进行比较，并根据误差信号来调整电机的输出，使其达到预定的位置。位置式控制通常使用反馈装置（如编码器）来测量电机的实际位置，并与目标位置进行比较。

工作流程：

1. 设置目标位置：根据应用需求，确定需要电机达到的目标位置。
2. 反馈测量：使用编码器等反馈装置来实时测量电机的实际位置。
3. 计算误差：将实际位置与目标位置进行比较，得到误差信号。
4. 控制输出：根据误差信号，通过控制器计算出合适的电机控制指令，调整电机输出，使其逐渐接近目标位置。
5. 反馈校正：根据实际位置更新误差信号，并不断调整电机输出，直到误差趋近于零，达到预定位置。

应用：位置式控制在需要精确位置控制的应用中广泛使用，如数控机床、印刷设备、自动装配线等。

阅读更多行业资讯，可移步与非原创，车规级MCU芯片年度发展报告（2023版完整报告下载）、复旦微，不只是FPGA、比亚迪进入“下半场”，2023年销冠还能领跑新能源汽车吗？   等产业分析报告、原创文章可查阅。

2. 速度式控制

基本原理：

速度式控制是一种将伺服电机的转速与给定的目标速度进行比较，并根据误差信号来调整输出以实现所需速度的控制方式。速度式控制通常使用速度传感器（如霍尔传感器或编码器）来测量电机的实际转速，并与目标速度进行比较。

工作流程：

1. 设置目标速度：根据应用需求，确定需要电机达到的目标速度。
2. 速度测量：使用速度传感器来实时测量电机的实际转速。
3. 计算误差：将实际速度与目标速度进行比较，得到误差信号。
4. 控制输出：根据误差信号，通过控制器计算出合适的电机控制指令，调整电机输出，使其逐渐接近目标速度。
5. 反馈校正：根据实际速度更新误差信号，并不断调整电机输出，直到误差趋近于零，达到预定速度。

应用：速度式控制在需要精确速度调节的应用中广泛使用，如输送带、纺织机械、风扇控制等。

3. 扭矩式控制

基本原理：

扭矩式控制是一种将伺服电机的输出扭矩与给定的目标扭矩进行比较，并根据误差信号来调整输出以实现所需扭矩的控制方式。扭矩式控制通常使用扭矩传感器或电流传感器来测量电机的实际输出扭矩，并与目标扭矩进行比较。

工作流程：

1. 设置目标扭矩：根据应用需求，确定需要电机输出的目标扭矩。
2. 扭矩测量：使用扭矩传感器或电流传感器来实时测量电机的实际输出扭矩。
3. 计算误差：将实际扭矩与目标扭矩进行比较，得到误差信号。
4. 控制输出：根据误差信号，通过控制器计算出合适的电机控制指令，调整电机输出，使其逐渐接近目标扭矩。
5. 反馈校正：根据实际扭矩更新误差信号，并不断调整电机输出，直到误差趋近于零，达到预定扭矩。

应用：扭矩式控制在需要精确扭矩控制的应用中广泛使用，如机器人手臂、卷筒设备、负载模拟等。

伺服电机的控制方式可以根据应用需求选择不同的形式：位置式控制、速度式控制和扭矩式控制。位置式控制适用于需要精确的位置控制任务，速度式控制适用于需要精确的速度调节任务，而扭矩式控制适用于需要精确的扭矩输出任务。