电动机六大分类的智慧守护者伺服电机的三种控制之心
导语：电机控制的三种方式，每一种都有其独特之处，选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。速度控制和转矩控制通常通过模拟量来实现，而位置控制则是通过脉冲信号来调节。具体采用何种控制方式，需要根据客户的具体要求进行选择。
在某些情况下，如果对电机的速度、位置没有特殊要求，只需输出恒定转矩，则使用转矩模式将是最合适的选择。如果对精度有较高要求，但对实时转矩不太关心，可以考虑使用速度或位置模式，因为这两种模式对于上位系统来说更为灵活。
如果上位系统具有良好的闭环控制功能，使用速度控制会带来更好的效果。而对于简单应用或者没有实时性要求的情况，位置控制方式可能就足够了。在伺服驱动器响应速度方面，由于运算量不同，其响应时间也会有所差异：转矩模式下的响应最快，而位置模式下的响应最慢。
当运动性能对动态调整有一定的需求时，就需要在运行中不断调整。对于操作比较缓慢（如PLC或低端运动），可以采用位置方式；而快速操作（如大部分中高端运动）可以选用速度方式，将位置环从驱动器移到上位，以减少驱动器工作负载提高效率；若条件允许，还可采用转矩方式，即把速度环也从驱动器移开，这一般只限于高端产品，并且此时完全不需要伺服电机。
为了评估一个伺服驱动器是否优秀，我们可以通过其响应带宽这个指标进行比较。当在转矩或速控状态下，用一波形发生器提供一个方波信号，使得电机持续正反方向旋转并逐渐增加频率。在示波仪显示的一个扫频信号中，当包络线顶点达到最高值70.7%时，即表示失步，此时频率大小即能体现出谁更加优秀，一般来说当前流行的是1000Hz以上，而传统PID只是几十赫兹左右。
现在我们了解了三种不同的控制方法及其适用场景，让我们深入探讨每一种：
转矩控制：这种方法涉及外部模拟输入或直接设置地址值以设定输出轴上的力矩大小。例如，当5V模拟量代表2.5Nm力矩，如果负载低于2.5Nm则正旋，无论负载如何变化都不变反向，大于2.5Nm则反旋。这类设备常用于严格受力环境，如缠绕与放卷设备，以保持材料受力的稳定性。
位置模式：该方法利用外部脉冲频率决定电机速率，以及脉冲个数确定角度，或有些伺服支持通讯设置速率和位移。此类型广泛用于精确定位任务，如数控加工、印刷机械等领域。
速控模型：它同样可由模拟输入或脉冲频率实现速率调节，在具有外围PID环的情况下，也能执行有限程度的定位任务。但必须将编码信息发送给主站以便计算，同时编码仅检测轴速，不依赖末端检测装置提供信息，从而增强整体准确性与减少误差累积。
4 关于“三环”概念，伺服通常包括三个闭环PID调节系统，最内层为当前设定的输出电流，由霍尔探测器监测并与设定值相比进行调整以保证接近设定的状态，为最大化力矩生成；第二层为基于编码读取数据处理出的风扇盘实际角度，对其做出相应调整；第三层作为外围循环，与第一、二级同时作用，可根据实际需求构建在多个组件间，是最后一步精细微调过程中的关键。
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