詳談伺服電機的控制方式

現在我們常見(jiàn)的電子萬(wàn)能試驗機的驅動(dòng)系統大部分采用的是伺服電機控制系統，伺服電機的優(yōu)點(diǎn)以前我們也講到過(guò)，本篇文章我們將詳細介紹一下伺服電機的三種控制方式，和伺服電機的專(zhuān)業(yè)名詞“三閉環(huán)”。讓大家更加了解電子萬(wàn)能試驗機的中伺服電機的原理，讓我們更加準確的選擇伺服電機，選擇拉力機！
伺服電機的控制方式有三種，分別為速度模式，轉矩控制，位置控制！
1、速度控制：所謂速度控制是通過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉動(dòng)速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)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(shí)的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來(lái)提供了，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過(guò)程中的誤差，增加了整個(gè)系統的定位精度。
2、轉矩控制：所謂轉矩控制是通過(guò)外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，具體表現為例如10V對應5Nm的話(huà)，當外部模擬量設定為5V時(shí)電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時(shí)電機正轉，外部負載等于2.5Nm時(shí)電機不轉，大于2.5Nm時(shí)電機反轉（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）?？梢酝ㄟ^(guò)即時(shí)的改變模擬量的設定來(lái)改變設定的力矩大小，也可通過(guò)通訊方式改變對應的地址的數值來(lái)實(shí)現。
3、位置控制：所謂位置控制是通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉動(dòng)速度的大小，通過(guò)脈沖的個(gè)數來(lái)確定轉動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很?chē)栏竦目刂?，所以一般應用于定位裝置。應用領(lǐng)域如數控機床、印刷機械等等。
以上就是電子萬(wàn)能試驗機中伺服電機的三種控制方式。下面我們介紹一下電子萬(wàn)能試驗機中伺服電機的三閉環(huán)控制。

所謂三環(huán)就是3個(gè)閉環(huán)負反饋PID調節系統。
         最內的PID環(huán)就是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅動(dòng)器內部進(jìn)行，通過(guò)霍爾裝置檢測驅動(dòng)器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進(jìn)行PID調節，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電流環(huán)就是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動(dòng)器的運算最小，動(dòng)態(tài)響應最快。

　　第2環(huán)是速度環(huán)，通過(guò)檢測的電機編碼器的信號來(lái)進(jìn)行負反饋PID調節，它的環(huán)內PID輸出直接就是電流環(huán)的設定，所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話(huà)說(shuō)任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置控制的同時(shí)系統實(shí)際也在進(jìn)行電流（轉矩）的控制以達到對速度和位置的相應控制。

　　第3環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán)，可以在驅動(dòng)器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建要根據實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內部輸出就是速度環(huán)的設定，位置控制模式下系統進(jìn)行了所有3個(gè)環(huán)的運算，此時(shí)的系統運算量最大，動(dòng)態(tài)響應速度也最慢。