张雪峰谈机电一体化伺服电机的三种控制方式生动如人
导语：电机控制的三种方式，各有千秋。速度和转矩控制依赖模拟量调节，而位置控制则通过脉冲信号来实现。选择哪一种方法取决于客户需求和运动功能的要求。
在没有精确速度或位置要求的情况下，只需输出恒定转矩，使用转矩模式即可。如果对精度有一定要求，但不关心实时转矩，则速度或位置模式更为合适。如果上位设备具有良好的闭环控制功能，则速度控制效果最佳。而对于基本无实时性要求的应用，位置控制方式最为简单。
从伺服驱动器响应时间看，转矩模式运算量最小，对信号响应最快；而位置模式运算量最大，对信号响应最慢。在对动态性能有较高要求的情况下，如果系统运算速率较慢（如PLC或低端运动），则采用位置方式；如果系统操作迅速，可将位置环移至上位，以减少驱动器负担并提高效率（如大部分中高端运动）。甚至可以考虑使用更高级别的上位机，将速度环也移至上位，这通常只适用于高端专用设备，并且在这种情况下，不再需要伺服电机。
评估驱动器性能的一种直观方法是响应带宽。当进行转矩或速度控制时，将一个方波输入给电机，使其持续正反转，同时增加频率，当显示器上的扫频信号达到70.7%包络线顶点时，即表示失步，此时频率的变化能体现出不同产品间性能差异，一般来说当前流行的电流环能够达到1000Hz，而速度环仅能到几十Hz。
1、转矩控制：通过模拟量输入或地址赋值设置输出力矩大小，如10V对应5Nm，当设定为5V时输出2.5Nm。若负载低于2.5Nm正轉，大于等于2.5Nm反轉。这用于严格受力环境，如缠绕装置，随半径变化调整以保持材质受力恒定。
2、位置控制：通过脉冲频率确定旋转速度，或脉冲个数确定旋转角度，有些伺服支持直接通信赋值。此应用场景如数控机床与印刷机械。
3、速度模式：通过模拟量输入或脉冲频率均可调整旋转速，然后结合外部PID进行调节，可以实现定位但需反馈给主控台以作进一步处理。同样支持直接负载检测，可以减少误差提高精度。
4、三环结构：伺服通常包含三个闭环PID调节系统，最内层为电流环，在驱动器内部完成，由霍尔探测器监测输出电流并与设定比较进行调整，以维持接近设定的状态，是产生传感到的力量，因此在所有情况下都存在。在变换功率后它是由实际工作中的离散数据提供信息所以它很重要在任何情形中。但总体来说这意味着任何一致性都必须至少有一个运行中的电子元件以便有效地执行任务使得这个过程更加安全。
