电气工程师巧手操控伺服电机的三种心跳
导语：电机控制艺术展开，模拟量与脉冲交织，伺服驱动器如同技艺高超的匠人，将客户的需求转化为精准的运动功能。位置、速度和转矩三种控制方式，每一种都有其独特之处，选择哪一种取决于客户对电机性能的要求。
在没有具体要求的情况下，如果只需要输出恒定的转矩，那么转矩模式将是最佳选择。如果对位置和速度有一定的精度要求，但不太关心实时转矩，则速度或位置模式更为合适。而如果上位系统具有强大的闭环控制能力，使用速度控制能够获得更好的效果。
从伺服驱动器响应速度来看，转矩模式运算最少，其响应最快；而位置模式则运算最多，其响应最慢。对于动态性能有较高要求的应用场景，可以实时调整电机状态。在这种情况下，如果操作系统较慢（如PLC或低端运动），则采用位置方式；若操作系统较快，则可以采用速度方式，并将位置环移到上位，以减轻驱动器负载并提高效率。此外，有着更先进上位系统甚至可使用转矩方式，这通常仅限于高端专用设备，而且这时完全不需要伺服电机。
一般来说，不同厂家的驱动器各自宣称自己性能卓越，但现在有一个直观比较方法——响应带宽。当在模拟量或脉冲输入下不断调节频率，使得示波器显示扫频信号，当包络线达到70.7%最高值时，即表示失步，此时频率高低便能反映出哪款产品更加优秀，一般电流环能到1000Hz，而速度环只能到几十Hz。
转矩控制：通过外部模拟量设定或直接地址赋值来确定轴上的输出力矩大小，如10V对应5Nm，当设置为5V即输出2.5Nm。可以通过即刻改变模拟量以调整力矩大小，或通过通讯改变地址数值实现。主要应用于受力严格要求的缠绕放卷装置，如饶线装置和拉光纤设备，对半径变化进行实时调整以保持材质受力的恒定性。
位置控制：通过脉冲频率确定旋转速率，由脉冲个数确定角度，或某些伺服可直接通过通讯指定速、移。此类手法允许严格控速、移，因此常用于定位装置，如数控机床和印刷机械等。
速度模式：既可由模拟量输入也可由脉冲频率进行旋转速率设定，在拥有上位PID外环支持下的高速移动中亦能提供有限定的定位功能。但需反馈给上位反馈信息以供计算。此种优点在于减少传输误差提升整体精度。
三环论述：伺服通常包括三个闭环PID调节体系，最内层是当前最大功耗且反应迅捷的是电流环，它内部检测并调节每相相继向设定施加压力，以确保接近设定；第二层是基于编码器信号所构建出的中间级别关闭回路，即处理与实际任务相关联的一些简单变换形成全局目的—运行循迹; 最外围的是基于编码者信号构建出的第三个闭回，这可能是在核心单元之间构建，也可能是在末端装备及编码者之间构建。这一切取决于如何分配资源去满足预期目标。在任何情形里，无论何种配置，无一例外地，都会涉及至少两项程序执行: 控制物体按预想行走, 并让它按照所需做事物行为.
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