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標題: 閉環步進電機與伺服電機對比 [打印本頁]

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 10:45
標題: 閉環步進電機與伺服電機對比
網上看到的帖子，各位大神從技術角度鑒定一下是否完全屬實。

伺服電機是被現在的工程師們所推崇和津津樂道的，提到運動控制不談伺服電機幾乎不可想象，工程師們癡迷于伺服電機的閉環控制，沉醉于高響應和高速性及高精度的優點，真正地“三高”。但是，正所謂尺有所短，寸有所長，伺服電機也有它不可避免的如下缺陷：
1. 無法靜止：由于采用閉環控制，伺服電機本身結構和電機的特性決定，伺服電機在停止時無法絕對靜止，在負載擾動小或者伺服電機的參數調試良好的情況下，伺服電機始終在正負1個脈沖之間波動（可以通過觀察伺服驅動器上關于編碼器位置的數值，它一直在正負1之間波動）。在圖像處理場合這就是一個影響精度的因素。
2. 過沖：在由高速轉為低速或者靜止時，不可避免地要過沖一段距離，然后在糾正回來。當控制器發一個脈沖給伺服電機時，伺服電機往往不是走一個脈沖，而是走3個脈沖，然后在回退2個脈沖。這對那些需要一個脈沖一個脈沖運動的場合，絕對不允許過沖的場合時致命的。
3. 調試復雜：伺服驅動器內動輒上百個參數，使用說明書幾百頁，著實讓新手發怵；更換一個品牌的伺服電機，也會讓老手著實頭痛。這也為售后服務和維修帶來了大量的工作。
4. 低速蠕動：在低速時伺服電機的運行會出現蠕動或者稱之為爬行。
而閉環步進電機就完美地解決了以上問題。

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首先，閉環步進電機由于是電機的本體是步進電機，在靜止時是絕對靜止不動的。
其次，閉環步進電機由于結合了步進電機的特點和伺服的控制方式，所以不會過沖（因為步進電機的特點就是不會過沖）。
第三，調試和使用非常簡單，只需要調節驅動器的3個電位器的位置，不僅設備制造商可以使用，而且設備使用商也可以使用，對使用者的要求極低。

作者: Lixinwu 時間: 2017-3-7 11:12
為什么沒有推廣應用呢?

作者: 鑫森淼炎垚 時間: 2017-3-7 11:44
說的對。

作者: 受不了了 時間: 2017-3-7 11:49
就該淘汰的落后產品，又拿來忽悠人

作者: 陳小困 時間: 2017-3-7 11:50
照你這么說，那數控機床不用玩了

作者: 702736 時間: 2017-3-7 12:48
高速高精度過沖都會有。
各有優勢，沒看到誰要過時。

作者: 我就是我212 時間: 2017-3-7 14:00
學習了

作者: footleft 時間: 2017-3-7 14:14
控制理論早就都還給老師了，但是實在是不明白既然都是閉環控制，為什么從高速到低速一個會“過沖”，一個為什么不會。

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 14:35

footleft 發表于 2017-3-7 14:14
控制理論早就都還給老師了，但是實在是不明白既然都是閉環控制，為什么從高速到低速一個會“過沖” ...

伺服和步進的電機結構和運動原理不一樣吧

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 14:45

Lixinwu 發表于 2017-3-7 11:12
為什么沒有推廣應用呢?

步進高速的時候扭矩下降太快所以不適合在很多場合使用了吧。

作者: footleft 時間: 2017-3-7 15:09

894628281 發表于 2017-3-7 14:35
伺服和步進的電機結構和運動原理不一樣吧

不是具體執行結構的問題，而是閉環控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“不能一步到位，總要超過一點，再倒回來一點，就這么SB”。附圖是網上隨便找的。
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作者: 未來第一站 時間: 2017-3-7 15:28
矯情

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 15:48

footleft 發表于 2017-3-7 15:09
不是具體執行結構的問題，而是閉環控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“ ...

貌似在實際應用中，伺服控制器上的脈沖數確實是很難完全在零位停止，沒有任何脈沖波動？是負載的干擾還是其他信號干擾？

作者: yancnc 時間: 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小于步進電機，慣量也一樣，
3.伺服電機的額定轉速要遠大于步進電機小慣量伺服額定轉速是3000r/min，步進電機一般不要超過700r/min
總而言之，伺服電機用于精度高速度快的場合，要發揮出它的速度和精度優勢，比如絲桿傳動（絲桿的精度要高于同步帶精度）
步進電機用于速度慢精度低的場合：比如電機帶動同步帶輪，把同步帶轉換成直線運動。

作者: 希傲 時間: 2017-3-7 18:33
最近剛買了一套86型的閉環步進電機，
測試與以前玩過的伺服電機進行對比，
區別就是步進電機鎖定效果比伺服好，
但高速的時候快速停止時仍然會過沖，
所以樓主講的第二條還需要再行斟酌。

作者: 馬阿貴 時間: 2017-3-7 18:45

不錯的議論

作者: 龍游大海 時間: 2017-3-7 19:22
成本低是優勢

作者: 禾木工匠 時間: 2017-3-7 19:25
收藏，大神們討論，樓主的我認為是有些道理。

作者: oldpipe 時間: 2017-3-7 22:30
過沖和丟步是同一個力學問題的不同表現。只談過沖，不說丟步，這個論述至少不完整。

作者: 702736 時間: 2017-3-8 08:40

oldpipe 發表于 2017-3-7 22:30
過沖和丟步是同一個力學問題的不同表現。只談過沖，不說丟步，這個論述至少不完整。

閉環解決了丟步問題

作者: 702736 時間: 2017-3-8 08:43

footleft 發表于 2017-3-7 15:09
不是具體執行結構的問題，而是閉環控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“ ...

這是傳統的PID，現代技術早已有新的了

作者: 老狼_123 時間: 2017-3-8 09:25

702736 發表于 2017-3-8 08:40
閉環解決了丟步問題

閉環步進電機還是沒法解決丟步問題，閉環的控制策略是一旦發現丟步了，然后補充脈沖讓步進電機回到應到的位置，但在阻力不變的情況下，補充脈沖后，電機還是走不動；但閉環的好處是一旦移除了阻力，那電機就會走到系統需要的位置。。

作者: 702736 時間: 2017-3-8 09:29

老狼_123 發表于 2017-3-8 09:25
閉環步進電機還是沒法解決丟步問題，閉環的控制策略是一旦發現丟步了，然后補充脈沖讓步進電機回到應到的 ...

這是功率不匹配的問題了。另說

作者: universal 時間: 2017-3-8 11:36
誰告訴你步進電機是絕對不動了，解釋一下丟步是怎么回事。過沖比較規范的說法叫超調，而超調量是可以通過修改參數控制的，實際中也存在不允許超調的系統。

作者: 894628281 時間: 2017-3-8 14:03

龍游大海發表于 2017-3-7 19:22
成本低是優勢

看了一下東方馬達的步進也不便宜哦，相比其一些伺服來說還貴一些。我想這么貴還存在必然有他存在的理由吧？
馬達單品的也要4~5千比一般的伺服還貴一些吧？

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作者: 894628281 時間: 2017-3-8 14:04

894628281 發表于 2017-3-8 14:03
看了一下東方馬達的步進也不便宜哦，相比其一些伺服來說還貴一些。我想這么貴還存在必然有他存在的理由吧 ...

以上為東方馬達的步進電機

作者: lgliang_429 時間: 2017-3-8 17:28
樓主在紙上談兵了。伺服和步進性能涉及的參數有好幾個，不是簡單的拿幾個圖來說明他們的特性的不同之處。

作者: 玉均 時間: 2017-3-8 22:58
以前聽東方馬達的說過是步進精度比伺服高，但主在那里現在也弄不清。

作者: 894628281 時間: 2017-3-9 09:22

lgliang_429 發表于 2017-3-8 17:28
樓主在紙上談兵了。伺服和步進性能涉及的參數有好幾個，不是簡單的拿幾個圖來說明他們的特性的不同之處。

其實主要是想討論一下，閉環步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環步進比伺服更有優勢？
主要原因還是樓主在的這個行業（光通信）大多設備都是用到高精度的步進電機而不是表面上絕對比步進有優勢的伺服電機~

補充內容 (2017-4-7 17:32):
光通訊行業中做光學耦合需要極高的精度及分辨率，大一點的設備都是用大理石或者花崗巖機架。
不用普通伺服的原因也是因為在實際使用過程中伺服的震蕩會對光路耦合有很大影響。
所以設備一般用步進電機或者直線電機

作者: 702736 時間: 2017-3-9 10:04

894628281 發表于 2017-3-9 09:22
其實主要是想討論一下，閉環步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環步進比伺服更有優勢？
主要 ...

小功率的閉環步進有價格的絕對優勢

作者: 894628281 時間: 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式：水平面運動
負載：小于1kg （60mm*60mm*60mm）
需求速度：無特別需求，20mm/s左右
重復定位精度：1um
分辨率：0.1um（重要參數）
停止時最大允許擺動量：0.01um（由于電機每走一步會使用光功率計來檢測光功率變化值，所以此條參數很重要）

作者: universal 時間: 2017-3-9 10:50

702736 發表于 2017-3-8 08:43
這是傳統的PID，現代技術早已有新的了

一看您也不懂自動控制，PID那是為了非專業人士方便用的

作者: Miles_chen 時間: 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于伺服的震蕩問題，不是完全靜止的。
我用的比較多的是 fashtech的閉環步進。

作者: very0717 時間: 2017-4-1 13:00
對閉環步進，脈沖及精度，我也不怎么了解。
只是說精度低用步進，精度高用伺服。

作者: Miles_chen 時間: 2017-4-1 14:16

Miles_chen 發表于 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于 ...

韓國棒子的~

作者: Ghostbeing 時間: 2017-4-1 16:00

yancnc 發表于 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小 ...

居然看到大神回帖，看來沒有被累死

作者: 馬阿貴 時間: 2017-4-12 11:47

兩代產品

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:18
樓主的發帖很不錯，我也看完了大家的全部探討，本人是做反饋原件的，對于這個探討我們是否可以將電機和反饋元件分開來做思考，就是閉環步進電機與伺服電機的電機部分簡單粗暴的做比較，不去考慮反饋元件對整個電機性能的影響。電機做完比較在回歸到整個運動控制系統中，同樣都加上反饋元件，然后再判斷兩個系統的優劣勢。我想大家在結合實際設備需求的過程中就可以比較好的選擇哪一個系統，這是我的思考這個問題的思路，當然我沒法告訴大家該用哪個系統。最后大家需要反饋元件可以給我留言，謝謝大家

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:25
樓主的發帖很不錯，我也看完了大家的全部探討，本人是做反饋原件的，對于這個探討我們是否可以將電機和反饋元件分開來做思考，就是閉環步進電機與伺服電機的電機部分簡單粗暴的做比較，不去考慮反饋元件對整個電機性能的影響。電機做完比較在回歸到整個運動控制系統中，同樣都加上反饋元件，然后再判斷兩個系統的優劣勢。我想大家在結合實際設備需求的過程中就可以比較好的選擇哪一個系統，這是我的思考這個問題的思路，當然我沒法告訴大家該用哪個系統。最后大家需要反饋元件可以給我留言，謝謝大家

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:32

894628281 發表于 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式： ...

樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特別想給樓主嘗試用下我們的反饋元件，分辨率最大0.2μm，重復定位精度1μm

作者: 蔡皓618 時間: 2017-4-27 13:58
看起來很有道理。
不過如果某些場合真適合用，那這些步進的供應商應該多去企業做宣貫和推廣，不然，工程師也不是神仙，不可能什么都知道。

作者: 機械白癡YY 時間: 2017-6-10 20:23
好東西

作者: yancnc 時間: 2017-6-18 21:17

Ghostbeing 發表于 2017-4-1 16:00
居然看到大神回帖，看來沒有被累死

大師好！

作者: mutong_124 時間: 2017-8-7 20:27
樓主怎么不把閉環步進資料分享一下啊

作者: 偶哈 時間: 2017-9-8 10:14
看大神們討論，小弟看看學學

作者: 狼之翼lucifer 時間: 2017-9-30 16:28

作者: mouse6 時間: 2017-10-16 10:20
發現竟然是個13年的帖子一直討論到現在，那我也閑扯幾句，先把步進、伺服、混合步進伺服這3個要分開
伺服對我來說的優點在于可以用他的高轉速搭配各種減速器實現高度高精度與大扭矩，否則伺服那點扭矩實在不夠看的，伺服搭配RV之后堪稱神器。并且伺服的控制器一般帶電流檢測，可以通過電流和物理模型反推負載或碰撞，是個加分項
步進的優點也多的是，首推的是無敵的性價比，其次是開環自帶高分辨率，再次就是定位時自動補充電流。但是高分辨率也是需要帶引號的，因為每步不是平分的，但是重復精度卻可以保證。低速時的震動和本身的共振點還有高速時將近70%的扭矩損失限制他的發展。
混合其實本質只是一個改邪歸正的步進，但還是差點火候，并且沒了性價比這一關鍵點。

作者: 廣交損友 時間: 2017-11-8 11:14
閉環式解決了丟步問題步進的過沖確實可以通過合理選型和合理加減速設定來解決

作者: 智創電機 時間: 2018-4-20 11:27

894628281 發表于 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式： ...

您好！深圳智創電機有限公司了解一下，主要研發生產步進伺服電機，也就是閉環步進電機。根據你提的電機要求，我們公司是有產品符合您的要求的。而且我們公司也會根據客戶的需求，定制您需要的的電機。歡迎咨詢：QQ 1613413586

作者: 有道科技 時間: 2018-5-25 21:18
學習了，

作者: 漠舞 時間: 2018-5-30 17:59
學習了

作者: shenweiguo 時間: 2018-7-28 20:47
謝謝分享

作者: 制造商 時間: 2018-8-1 15:40

702736 發表于 2017-3-8 08:40
閉環解決了丟步問題

閉環解決了丟步卻不能糾正的問題！

作者: 702736 時間: 2018-8-1 16:25

制造商發表于 2018-8-1 15:40
閉環解決了丟步卻不能糾正的問題！

是指過頭了沒辦法？

作者: 制造商 時間: 2018-8-1 16:44

702736 發表于 2018-8-1 16:25
是指過頭了沒辦法？

對，開環步進電機丟步了就是丟步了，閉環步進電機在少量丟步情況下可以再一定時間內糾正回來，丟步過多或者在一定時間內不能糾正回來就會驅動器報警。

作者: 702736 時間: 2018-8-1 18:48
其實還有電機閉環和系統閉環

作者: 智創電機 時間: 2019-2-14 15:07

Miles_chen 發表于 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于 ...

您好，我們是深圳智創電機有限公司，我們公司是做閉環步進電機的。最初是代理韓國的閉環步進電機的，如果您有興趣了解我們的產品的話可以與我聯系！

作者: sy5200 時間: 2019-5-2 10:26
個人意見：伺服電機最大的優勢是恒扭矩輸出，步進會隨著轉數力矩下降，對于精度兩者都能達到，步進電機把細分值調大精度不閉伺服差，步進還有一個天然的優勢，沒有累計誤差！

作者: 星幽孤魂 時間: 2019-10-18 18:10
好貼

作者: chenbing1971 時間: 2019-10-24 10:10
不錯，學習下

作者: 蹩腳老中醫 時間: 2021-2-21 22:18

jijie2012 發表于 2017-4-23 17:32
樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特 ...

可以認識一下嗎

作者: ww550334020 時間: 2021-2-27 09:10

sy5200 發表于 2019-5-2 10:26
個人意見：伺服電機最大的優勢是恒扭矩輸出，步進會隨著轉數力矩下降，對于精度兩者都能達到，步進電機把細 ...

現階段也有公司在做步進電機的力矩控制，精度當然不能跟伺服電機比，但我覺得“步進會隨著轉數力矩下降”只是兩種類型電機比較的表象，根本上是兩種電機的轉速范圍不一樣，讓步進電機到3000轉有點強人所難了，反倒是低速下步進電機更有優勢，而且價格便宜。

作者: wgary 時間: 2021-10-31 23:37

jijie2012 發表于 2017-4-23 17:32
樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特 ...

請問是什么反饋元件？是磁編碼器嗎？

作者: 好學2008 時間: 2021-11-18 08:42
學習了

作者: hxglty 時間: 2021-12-26 12:41

yancnc 發表于 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小 ...

伺服和閉環的步進電機不是不會丟步，只是在不過載就不會丟步，過載都會丟步，只是丟的時候編碼器知道，然后給PLC發出報警信號停機

作者: z424385518 時間: 2022-1-19 15:58

894628281 發表于 2017-3-9 09:22
其實主要是想討論一下，閉環步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環步進比伺服更有優勢？
主要 ...

我跟樓主一樣也是光通信行業，廠里用的馬達一般都是高精度步進電機。看了受益匪淺

作者: 尹志春 時間: 2022-2-24 23:19
步進就是步進，閉環，真能扯，先搞清楚步進的工作原理再說，步進必須按步走，每步有5%的誤差，

作者: 翰林飛狐0921 時間: 2025-5-17 17:36
好帖，怎么沒有一直討論下去了

歡迎光臨機械社區 (http://www.ytsybjq.com/)

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