淮安伟创伺服代理-伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！

2023-02-10

伺服电机三种控制方式和控制原理是什么？详细解读！

一、什么是伺服系统呢？及其三种控制方式。

以物体的位置、方向、速度等为控制量，以跟踪输入给定值的任意变化为目的，所构成的自动化闭环控制系统。

伺服系统是具有负反馈的闭环自动化控制系统，由控制器、伺服驱动器、伺服电机和反馈装置组成。

伺服系统有三种控制方式，即转矩控制（电流环）、速度控制（电流环、速度环）、位置控制（电流环、速度环、位置环）。

转矩控制：通过外部模拟量的输入或者直接的地址的赋值来设定电机轴对外输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转矩的场合。

速度控制：通过模拟量的输入或者脉冲的频率对转动的速度进行控制。

位置控制：伺服淮安伟创伺服电机中最常见的控制，位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，所以一般应用于定位装置。

二、伺服电机的三环控制方式的原理

大家都知道伺服大家有三种控制方式——转矩、速度、位置，那么这三种控制方式的原理都是什么呢？

1、首先是电流环，此环完全在伺服淮安伟创伺服电机驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。

2、第二环是速度环，通过检测伺服电机编码器的信号进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置同时控制的系统实际也进行电流（转矩）控制以达到速度和位置的相应控制。

3、第三环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和伺服电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或者最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应也最慢。

二、影响控制的因素

1、速度环主要进行PI（比例和积分），比例就是增益，所以我们要对速度增益和速度积分进行合适的调节才能达到理想的效果。

2、位置环主要进行P（比例）调节。对此我们只要设定位置环的比例增益就好了。当进行位置模式需要调节位置环时，最好先调节速度环。位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值，要根据外部负载的机械传动连接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度要求以及电机本身的转子惯量和输出惯量等等多条件来决定，调节的简单方法是在根据外部负载的情况进行大体经验的范围内将增益参数从小往大调，积分时间常数从大往小调，以不出现震动超调的稳态值为最佳值进行设定。

三、对于通过Profinet控制伺服系统中，两种不同性能是实时周期通讯RT和IRT概念区分：

PROFINET区分两类不同性能的实时周期通讯，一种是实时（RT=Real Time Communication）通讯，主要用于工厂自动化，这一类没有时间同步要求，一般只要求响应时间为 5-10ms。

另一种是等时同步实时（IRT=Isochronous Real Time Communication），主要用于有苛刻时间同步要求的场合例如运动控制，电子齿轮。

与此对应，PROFINET提供两类实时通讯通道具体分为RT实时通道和IRT实时通道。另外还包括一个标准通讯通道，标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通讯通道,主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。