伺服電機怎么確定用速度環(huán)、力矩環(huán)還是位置環(huán)

舟航

請問伺服電機怎么確定用速度環(huán)、力矩環(huán)還是位置環(huán)，判斷依據(jù)是什么，各有什么優(yōu)勢，感謝壇中高人。

舟航

交流伺服電機位置控制方式、速度控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式的原理都是對其控制繞組提供合適的控制電壓進行控制的。 至于位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制則是具體控制對象的問題。將交流伺服電機分別與控制位置、速度和轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)連接就可分別對位置、速度和轉(zhuǎn)矩進行控制。但問題主要在向交流伺服電機控制繞組提供控制電壓的調(diào)節(jié)器。這些調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律根據(jù)不同的要求進行設(shè)計，可實現(xiàn)PID控制、模糊控制、最優(yōu)控制等。這主要是自動控制方面的內(nèi)容了。

這是在網(wǎng)上找的一些資料，不是太詳細，群里好像還是機械的高人比較多啊。希望電氣傳動這個板塊也能紅火起來啊。畢竟現(xiàn)在機械離開了電，就少了很多搞頭了。

舟航

伺服就是一個提供閉環(huán)反饋信號來控制位置和轉(zhuǎn)速.

伺服在半導(dǎo)體設(shè)備中的應(yīng)用極其廣泛,例如在涂膠機,光刻機等設(shè)備上均有,下面就關(guān)于伺服電機的相關(guān)問題作出了整理,希望在今后的工作中能帶來幫助.

1.伺服電機為什么不會丟步？

伺服電機驅(qū)動器接收電機編碼器的反饋信號，并和指令脈沖進行比較，從而構(gòu)成了一個位置的半閉環(huán)控制。所以伺服電機不會出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，每一個指令脈沖都可以得到可靠響應(yīng)。

2.對伺服電機進行機械安裝時，應(yīng)特別注意什么？

由于每臺伺服電機后端部都安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，它是一個十分易碎的精密光學器件，過大的沖擊力肯定會使其損壞。

3.如何調(diào)節(jié)伺服電機，調(diào)節(jié)伺服電機有幾種方式？

答：使用Twin Line軟件對電機的PID參數(shù)、電機參數(shù)、電子齒輪比等進行調(diào)節(jié)。

4.我們想用伺服電機替換產(chǎn)品中的步進電機，應(yīng)注意哪些問題？

A.為了保證控制系統(tǒng)改變不大，應(yīng)選用數(shù)字式伺服系統(tǒng)，仍可采用原來的脈沖控制方式；
B.由于伺服電機都有一定過載能力，所以在選擇伺服電機時，經(jīng)驗上可以按照所使用的步進電機輸出扭矩的1/3來參考確定伺服電機的額定扭矩；
C.伺服電機的額定轉(zhuǎn)速比步進電機的轉(zhuǎn)速要高的多，為了充分發(fā)揮伺服電機的性能，最好增加減速裝置，讓伺服電機工作在接近額定轉(zhuǎn)速下，這樣也可以選擇功率更小的電機，以降低成本。

5.用脈沖方式控制伺服電機的優(yōu)點?

一可靠性高，不易發(fā)生飛車事故。用模擬電壓方式控制伺服電機時，如果出現(xiàn)接線接錯或使用中元件損壞等問題時，有可能使控制電壓升至正的最大值。這種情況是很危險的。如果用脈沖作為控制信號就不會出現(xiàn)這種問題。
二 信號抗干擾性能好。數(shù)字電路抗干擾性能是模擬電路難以比擬的。
當然目前由于伺服驅(qū)動器和運動控制器的限制，用脈沖方式控制伺服電機也有一些性能方面的弱點。一是伺服驅(qū)動器的脈沖工作方式脫離不了位置工作方式，二是運動控制器和驅(qū)動器如何用足夠高的脈沖信號傳遞信息。
這兩個根本的弱點使脈沖控制伺服電機有很大限制。
(1)控制的靈活性大大下降。這是因為伺服驅(qū)動器工作在位置方式下，位置環(huán)在伺服驅(qū)動器內(nèi)部。這樣系統(tǒng)的PID參數(shù)修改起來很不方便。當用戶要求比較高的控制性能時實現(xiàn)起來會很困難。從控制的角度來看，這只是一種很低級的控制策略。如果控制程序不利用編碼器反饋信號，事實上成了一種開環(huán)控制。如果利用反饋控制，整個系統(tǒng)存在兩個位置環(huán)，控制器很難設(shè)計。在實際中，常常不用反饋控制，但不定時的讀取反饋進行參考。這樣的一個開環(huán)系統(tǒng)，如果運動控制器和伺服驅(qū)動器之間的信號通道上產(chǎn)生干擾，系統(tǒng)是不能克服的。
(2)控制的快速性速度不高。

6.伺服驅(qū)動器的“4”號報警是什么意思，?

答：這是電機傳感器錯誤，或者是編碼器與電機的連線沒有連接好，或者是動力電源缺相。

7.伺服驅(qū)動器“2”號報警，怎樣解決，需要調(diào)節(jié)哪些參數(shù)?

答：應(yīng)該調(diào)節(jié)驅(qū)動器控制信號的30號角使其是高電平。

8.如何根據(jù)客戶的要求為客戶選配伺服電機和減速機，所選的方案應(yīng)為最佳。

答：根據(jù)功率選取減速機，選出合適的減速機尺寸，在根據(jù)減速機選擇合適的伺服電機，一定要注意速度的選取。

9.伺服電機通電以前應(yīng)做哪些檢查工作？

答：檢查電機與驅(qū)動器的連線，連線不能虛連，線不能接錯。

10.控制伺服時，給信號時，伺服電機不轉(zhuǎn)，振動?

答：U，V，W三相接錯。

伺服驅(qū)動系統(tǒng)（Servo System）簡稱伺服系統(tǒng)，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動電機要求具有響應(yīng)速度快、定位準確、轉(zhuǎn)動慣量（使用在機電系統(tǒng)中的伺服電機的轉(zhuǎn)動慣量較大，為了能夠和絲杠等機械部件直接相連。伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統(tǒng)中時，必須加減速裝置。轉(zhuǎn)動慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性，在選擇伺服電機時，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量不能大于電機轉(zhuǎn)動慣量的3倍。）較大等特點，這類專用的電機稱為伺服電機。當然，其基本工作原理和普通的交直流電機沒有什么不同。該類電機的專用驅(qū)動單元稱為伺服驅(qū)動單元，有時簡稱為伺服，一般其內(nèi)部包括電流、速度和/或位置閉環(huán)。

伺服（Servo)是一個性能上的名詞，一般只要主令和控制結(jié)果的近似達到了一定高的程度就能稱為伺服，這和機器的結(jié)構(gòu)沒有直接的關(guān)系。例如伺服系統(tǒng)都沒有精確的慣量匹配的范圍，這是因為慣量匹配的結(jié)果只要不影響控制對象對主令跟隨或影響不大就好了，跟具體是3還是3.5沒有關(guān)系。伺服系統(tǒng)也不一定是電機系統(tǒng)，有的氣動系統(tǒng)就稱為氣動伺服。

伺服系統(tǒng)本質(zhì)上是一種隨動系統(tǒng)。只不過被控量是位移或是其對時間的導(dǎo)數(shù)。如果要問什么是隨動系統(tǒng)，就是一個系統(tǒng)的輸出盡可能以最快，最精確的方式復(fù)現(xiàn)輸入信號。其衡量的指標有超調(diào)量、延遲。

伺服，顧名思義，就是伺候服務(wù)，別人叫干什么就干什么，干的越好就伺服水平就越高，在控制領(lǐng)域也一樣，執(zhí)行輸入信號越快越真實，其伺服控制系統(tǒng)的水平也越高。

舟航

簡介： 一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉(zhuǎn)矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是這三種控制方式具體根據(jù)什么來選擇的? 速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的。具 ...    一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉(zhuǎn)矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是這三種控制方式具體根據(jù)什么來≡竦腫/SIZE]?
速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。

     如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，當然是用轉(zhuǎn)矩模式。
　 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心，用轉(zhuǎn)矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。
　 就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運算量最小，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快；位置模式運算量最大，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。
　 對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調(diào)整。那么如果控制器本身的運算速度很慢（比如PLC，或低端運動控制器），就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅(qū)動器移到控制器上，減少驅(qū)動器的工作量，提高效率（比如大部分中高端運動控制器）；如果有更好的上位控制器，還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制，把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。

換一種說法是：
1、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應(yīng)5Nm的話，當外部模擬量設(shè)定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機反轉(zhuǎn)（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）。可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。
應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。
應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機床、印刷機械等等。
3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。

syw開門造車

gebala 網(wǎng)友好！
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這道題你自問自答了。
但你也說了，這些是你從網(wǎng)上找來轉(zhuǎn)帖上來的。不知你是否真的理解了。
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如果，你能找出三個實例并在原理上做以說明，才能說是真正的理解了。
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syw  090531---04.29

螺旋線

樓主說的是伺服電機的三種控制方式：位置控制，速度控制和力矩控制。
具體用那種方式，取決于控制目的。
比如，數(shù)控機床的進給軸用的位置控制方式；主軸在大部分情況下用的是速度控制方式。某些特殊的要求，比如要求恒壓力（張力）則采用力矩控制方式。
從控制的角度講，從外到內(nèi)才是你說的三環(huán)：位置環(huán)-----速度環(huán)-------電流環(huán)。
一般來說，運動控制時大部分會采用PI控制，而不是PID控制.

舟航

SYW開門造車 元帥 你好
我現(xiàn)在正在調(diào)伺服，目前的控制卡用的是PMAC，速度環(huán)和力矩環(huán)都用了，有一些區(qū)別，但還不是太明白，正在努力學習。寫這個貼主要就是想活躍下咱們這個版本的氛圍，多多促進我們這些在機械行業(yè)搞電控的兄弟姐妹的專業(yè)素養(yǎng)，起個拋磚引玉的作用吧。還希望各位達人多多共享自己的經(jīng)驗。等我調(diào)試好了，有空再發(fā)帖。
5# syw開門造車

舟航

螺旋線網(wǎng)友看樣子是高人，不知能不能代我向開門造車網(wǎng)友舉幾個實例，當然是盡量詳細點好咯，呵呵，先謝謝了。 6# 螺旋線

syw開門造車

gebala 網(wǎng)友好！
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例題到處都是，舉命題一例：
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1、用伺服電機做一個有10個站臺的“軌道動車組”動態(tài)模型，用于一大型城區(qū)模型。
2、模型正面截面尺寸==150MM.X.150MM.。其它整體感觀效果，以此按比例類推。
3、要求：動車組從起動到高速運行，再從高速運行狀態(tài)至下一站停此，過度平穩(wěn)。
4、從A站到B站定位精度10MM.。
5、占地面積可根據(jù)展區(qū)占地面積的間隙，任你自由穿梭、使用。
6、“軌道動車組”高速動態(tài)運行時，感觀效果要與整體模型的參照物盡可能的協(xié)調(diào)。
……
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此例題中“伺服電機中的速度環(huán)、力矩環(huán)和位置環(huán)”都要用到。
你能解釋清楚了，你也就明白了。
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syw  090601---06.58

舟航

開門造車元帥過來時高人，最近一直在研究，但還是說不太明白，還請元帥指點。我輩多多努力