伺服电机三环控制位置速度扭矩

我接触伺服电机的时间只有十来天，下面是我收集的基础的知识，希望对出学者有帮助：

来源于：的论坛帖子中。

问：控制方式中的"位置","速度","转矩"有什么分别？

答：

位置"、"速度"、"转矩"是伺服系统由外到内的三个闭环控制方式。

位置控制方式有伺服完成所有的三个闭环的控制，计算机只需要发送脉冲串给伺服单元即可，计算机一侧不需要完成PID控制算法；

使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电流）两个闭环的控制，计算机需要发送模拟量给伺服单元，计算机一侧需要完成PID位置控制算法，然后通过D/A输出；

一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。另外，有人认为位置控制方式容易受到干扰。

扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制，即电流控制，上位机的算法也简单，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，是一个模拟量。多用在单一的扭矩控制场合，比如在印刷机系统中，一个电机用速度或位置控制方式，用来确定印刷位置，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。、

这三种工作方式实际上由三个控制回路来实现的。

位置控制方式由位置环实现，即将输出位置与指令位置比较生成控制量，使输出位置与输入位置保持一致。

速度方式时，由速度环实现，速度回路则将输出速度与指令速度比较，生成控制量，位置环断开。使输出速度与输入速度信号保持一致。

转矩方式时，由电流环实现，速度环与位置环均断开，它的用途是使输出的电流与输入的电流保持一致。

电流环为最内环，速度环为次外环，位置环为外环。

问：什么是插补？

答：

所谓的插补（Interpolate），是指在轨迹起点和终点之间的数据密化。因为用多个坐标轴来形成任何轨迹时，在微观上（插补周期）看，都是用很小的直线段去逼近曲线，那么如何生成这些直线段才能够保证最接近目标曲线并且算法简单呢？这就是所说的插补方法。

对于步进电机电机系统，或者伺服电机的位置控制方式，使用的插补方法称为脉冲增量插补，这种方法每走一步的步长（脉冲当量）是确定的，靠调节脉冲的频率来控制速度，利用脉冲的个数来确定位置，典型的有逐点比较法和DDA方法；对于伺服电机的闭环或半闭环系统，多采用数据采样插补，或称为时间分割插补，每走一步的时间是固定的，就是说每个采样周期（中断周期）插补一步，但是步长可以变化，步长大，当然速度快。

对一个全闭环控制伺服运动控制系统而言，上位机(数控系统)对G指令等数控文件进行解读，进行轨迹的插补运算，输出控制伺服电机，此时，伺服电机驱动器是运行在速度控制模式，伺服电机驱动器只是做简单的速度跟踪(上位机输出的电压值与伺服电机电压输入值成线性关系)。

对于：微机＋通用操作系统＋实时扩展这样一个平台上构建开放式数控系统，插补及运动控制均用软件实现，不采用运动控制卡

所需的硬件设备：

这种方式是目前广为推崇的一种数控发展趋势，华中科大的“软芯片”理论,清华大学周凯的“集成PC数控”都是指的这种技术

软件方面应该很好处理，硬件方面如果构成伺服系统，需要：

1、A/D D/A转换卡，这个东西都做烂了，市面上很多，自己做也不难。

对于伺服电机控制，我个人倾向于采用模拟量控制，对于脉冲控制伺服，我是不太喜欢。这样对DA要求可能高一点，一般24位的DA片子应该可以满足了。AD转换可以不用，除非你想做线性输入，比方说手动线性调速。

2、数字IO卡，这个也是做烂了的东西，一般的应该可以满足要求了，用途：电机使能（这个还是有点用的），电机信号反馈（其实没多大用处），也可做编码器检测，还有就是一些手动信号啦

3、编码器采集卡：做闭环肯定少不了咯，找个1MHz以上的。目前我想做一个单独的编码器采集卡，就用LS7266

问：在伺服控制中，指令脉冲方式的

1、符号+脉冲

2、CW+CCW

3、A相+B相（2倍体）

各是什么意思？

答：

符号+脉冲：符号控制电机的转向、脉冲的频率决定速度、数量决定位置

CW+CCW：CW线加脉冲就向一个方向旋转、CCW加脉冲就向另一个方向旋转，但两者不能同时被加脉冲

A相+B相：两路脉冲相差90度，A相超前则向一个方向旋转、B相超前则向另一个方向旋转

问：什么是PID？

答：

PID 代表Proportional-Integral-Derivative，即比例、积分、微分，指的是一项流行的线性控制策略。