交流伺服控制系统的三种控制方式

伺服电机的三种控制方式

伺服电机的三种控制方式在机器人技术和工业自动化中使用的伺服电机是非常普遍的，它们以其精确性和高效性而闻名。

本文将探讨伺服电机的三种控制方式：位置控制、速度控制和扭矩控制。

位置控制对伺服电机进行位置控制时，旋转角度被用来确定电机的位置。

通过对电机施加脉冲信号来控制电机的角度。

脉冲信号的数量和方向确定了电机的最终位置。

位置控制对于需要旋转至精确位置的应用而言是最常用的控制方式。

在位置控制中，可以轻松地调整旋转速度和加速度，以适应不同的应用场景。

这种控制方式常用于需要从一个点到另一个点进行精确定位的工作环境中，例如工业机器人和自动化生产线。

速度控制另一种流行的伺服电机控制方式是速度控制。

在这种模式下，控制器决定电机的旋转速度，通过动态调节脉冲信号的频率来实现。

通常，这种方法用于相对简单的应用中，例如需要旋转一定速度的传送带或振动器使用的电机。

速度控制可与位置模式结合使用，以确保在不同的应用场景中电机始终达到所需的位置和速度。

扭矩控制伺服电机的第三种常用控制方式是扭矩控制。

在扭矩模式下，电机转子上的力矩受控制器限制，而这通常是通过测量电机转矩及其与设定值之间的差异来实现的。

通过控制转矩大小，电机可以用于各种重载及负载循环工作场所，例如需要承载重物的生产车间。

伺服电机提供了许多优点，可以利用其高速度、高准确度和强大扭矩特性来满足不同的工业应用需求。

而控制者可以通过合适的控制方式来达到所需的控制效果，从而实现更高质量的生产和更安全、更可靠的设备运行。

这三种控制方式是伺服电机中常见的技术手段，未来在伺服电机领域中会不断涌现出更多的技术手段，我们需要紧跟这些创新技术的便利，努力开拓利用伺服电机的广泛应用前景。

伺服电机的三种控制方式有哪些

伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。

在不同场景下，伺服电机的控制方式各有不同，在进行选择之前你需要先了解伺服电机是三种控制方式各有其特点，下面小编就给大家介绍一下伺服电机的三种控制方式。

伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备，选用脉冲控制实现电机的定位，应该是最常见的应用方式，这种控制方式简单，易于理解。

基本的控制思路：脉冲总量确定电机位移，脉冲频率确定电机速度。

都是脉冲控制，但是实现方式并不一样：第一种，驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲，通过两路脉冲的相位差，确定电机的旋转方向。

如上图中，如果B相比A相快90度，为正转；那么B相比A相慢90度，则为反转。

运行时，这种控制的两相脉冲为交替状，因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。

具有差分的特点，那也说明了这种控制方式，控制脉冲具有更高的抗干扰能力，在一些干扰较强的应用场景，优先选用这种方式。

但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口，对高速脉冲口紧张的情况，比较尴尬。

第二种，驱动器依然接收两路高速脉冲，但是两路高速脉冲并不同时存在，一路脉冲处于输出状态时，另一路必须处于无效状态。

选用这种控制方式时，一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。

两路脉冲，一路输出为正方向运行，另一路为负方向运行。

和上面的情况一样，这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。

第三种，只需要给驱动器一路脉冲信号，电机正反向运行由一路方向IO信号确定。

这种控制方式控制更加简单，高速脉冲口资源占用也最少。

在一般的小型系统中，可以优先选用这种方式。

2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景，我们可以选用模拟量来实现电机的速度控制，模拟量的值决定了电机的运行速度。

模拟量有两种方式可以选择，电流或电压。

电压方式，只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。

实现简单，在有些场景使用一个电位器即可实现控制。

交流伺服电机的控制研究

交流伺服电机的控制研究摘要：随着科学技术的不断发展和计算机技术的不断进步，以及现代控制理论的不断创新，交流伺服系统作为现代主力驱动设备，在机器人、数控机床和航空航天等领域发挥着越来越重要的作用，是现代化工业生产不可或缺的一部分。

因此对于电机控制的要求也越来越严格和多样。

本文以交流伺服电机的控制为题，简单介绍几种电机控制的方法。

关键词：交流伺服电机；矢量控制；永磁同步电机；直接转矩控制0 前言交流伺服电机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf 上;另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机[1]。

20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。

交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。

90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。

交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。

1 交流伺服系统的现状与发展方向1.1 交流伺服控制系统的现状伺服控制系统虽然应用已久，大量应用于结构简单的直流电机，在结构复杂的交流电机应用中还无法达到人们理想的效果，使得应用受到限制。

由于直流电机控制简单，长期应用于各种领域。

直到年，德国西门子工程师提出了矢量控制方法，将交流电机解耦后再控制，使交流电机能够和直流电机的控制性能有极高的相似之处，解决了长期阻碍交流电机发展的控制问题。

交流电机冰开始广泛在伺服控制领域应用起来，未来必将取代直流电机，在伺服控制领域中占主导地位。

由于各项相关技术理论的进一步完善，应用不断深入，验证了交流伺服系统的稳定性。

发达国家的电器公司在伺服控制领域，直流电机已经由交流电机完全代替。

PLC控制伺服电机的三种方式

PLC控制伺服电机的三种方式描述为大家讲解的是关于PLC控制伺服电机三种方式：一、转矩控制二、位置控制三、速度模式一、转矩控制转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。

可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

二、位置控制位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

3、速度模式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

以SINAMICS V90系统为例说明SINAMICS V90 根据不同的应用分为两个版本：1. 脉冲序列版本（集成了脉冲，模拟量，USS/MODBUS）2. PROFINET通讯版本SINAMICS V90 脉冲版本可以实现内部定位块功能，同时具有脉冲位置控制，速度控制，力矩控制模式。

下图所示为脉冲串指令速度控制模式（PTI）下的默认接口定义，符合标准的应用习惯。

同时只允许使用一个脉冲输入通道，其他控制信号也可以自由分配到数字量输入和输出端子上，请参见操作手册。

数字量输入，支持NPN和PNP两种类型。

接线图中的24V电源如下：（1）用于SINAMICS V90的24V电源。

所有的PTO信号都必须连接至使用同一24V电源的控制器，如SINAMICS V90。

（2）隔离的数字量输入电源，可使用控制器电源。

伺服的三种控制方式

一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 .1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm 时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。

可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加整个系统的定位精度。

4、谈谈3环，伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。

最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行P ID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。

第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。

伺服控制器的控制模式与运动方式

伺服控制器的控制模式与运动方式伺服控制器是一种用于控制伺服系统的设备，它可以实现精确的位置控制和运动控制。

伺服系统通常由伺服电机、编码器、控制器和负载组成，控制器则起到了调节和控制的作用。

在伺服控制器中，控制模式和运动方式是两个重要的概念，它们决定了系统如何运行和响应外部指令。

一、控制模式1. 位置控制模式位置控制模式是伺服系统的基本控制模式之一，它通过控制伺服电机的位置来实现精确的位置控制。

在位置控制模式下，伺服系统根据接收到的位置指令和当前位置信号之间的差异，调整电机的输出，使得系统能够精确地达到指定的位置。

2. 速度控制模式速度控制模式是通过控制伺服电机的转速来实现精确的速度控制。

在速度控制模式下，伺服系统根据接收到的速度指令和当前速度信号之间的差异，调整电机的输出，使得系统能够精确地达到指定的速度。

3. 力控制模式力控制模式是指通过控制伺服电机输出的力矩大小来实现对负载施加特定力的控制。

在力控制模式下，伺服系统根据接收到的力指令和当前力信号之间的差异，调整电机的输出，使得系统能够精确地对负载施加指定的力。

控制模式的选择取决于具体应用需求。

对于需要精确位置控制的任务，位置控制模式是最常用的模式。

而对于需要稳定速度和力矩输出的任务，则可以选择速度控制或力控制模式。

二、运动方式1. 正弦运动正弦运动是指伺服系统按照正弦函数的规律进行运动。

正弦运动具有平滑性好、运动轨迹曲线连续等特点，适用于要求运动过程平稳的应用场景，如机械臂的柔性运动。

2. 脉冲运动脉冲运动是指伺服系统按照脉冲信号的规律进行运动。

脉冲运动具有快速响应、高精度等特点，适用于需要快速准确到达目标位置的应用场景，如自动化生产线上的定位和定时控制。

3. 随机运动随机运动是指伺服系统按照随机规律进行运动，可以通过随机数生成器产生随机指令，使系统运动呈现随机性。

随机运动可以用于模拟特定环境下的不确定性和复杂性，如风洞实验中的风力模拟。

4. 跟踪运动跟踪运动是指伺服系统根据外部输入的信号进行运动，在运动中跟踪外部信号的变化。

(完整word版)伺服控制的三种模式

伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式，速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。

那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。

如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。

一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。

当转矩控制或者速度控制时，通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz 以上，而速度环只能作到几十赫兹。

换一种比较专业的说法：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。

伺服控制的三种模式

伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式，速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。

那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。

如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。

一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。

当转矩控制或者速度控制时，通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz 以上，而速度环只能作到几十赫兹。

换一种比较专业的说法：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。

伺服驱动器的工作原理及其控制方式

伺服驱动器的工作原理及其控制方式伺服驱动器（servo drives）又称为伺服控制器、伺服放大器，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。

一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。

功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。

功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。

经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。

功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。

整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

随着伺服系统的大规模应用，伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题，越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。

伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。

尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。

当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。

该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。

一般伺服都有三种控制方式：位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。

高级技师第二部分复习题及答案

第二部分交直流调速系统一、判断题1．比例积分调节器，其比例调节作用，可以使得系统动态响应速度较快；而其积分调节作用，又使得系统基本上无静差。

( )2．调速系统采用比例积分调节器，兼顾了实现无静差和快速性的要求，解决了静态和动态对放大倍数要求的矛盾。

( )3.当比例积分测节器的输入电压△U=0时，共输出电压也为0。

( )4.双闭环直流自动测速系统包括电流环和转速环。

电流环为外环，转速环为内环，两环是串联的，又称双环串级调速。

( )5．由于双闭环调速系统的堵转电流与转折电流相差很小，因此系统具有比较理想的“挖土机特性”。

( )6．双闭环调速系统启动过程中，电流调节器始终处于调节状态，而转速调节器在启动过程的初、中期处于饱和状态，后期处于调节状态。

7．双闭环调速系统启动过程中，在恒流升速阶段，电流调节器处于饱和状态。

8．为了限制双闭环调速系统启动时的过电流，可以采用过电流继电器或快速熔断器来保护主电路的晶闸管。

( )9．可逆调速系统主电路的电抗器是均衡电抗器，用来限制脉动电流。

( )10．在两组晶闸管变流器反并联可逆电路中，必须严格控制正、反组晶闸管变流器的工作状态，否则就可能产生环流。

( )10．可逆调速系统正组整流装置运行时，反组整流待逆变，并且让其输出电压U dof =U dot ，于是电路中没有环流。

( )12．采用两组晶闸管组成的可逆系统中，消除直流平均环流的条件是α≤β。

( )13．在逻辑无环流调速系统中，必须有逻辑无环流装置DLC 来控制两组脉冲的封锁和开放。

当切换指令发出后，DLC 便立即封锁原导通组脉冲，同时开放另一组脉冲，实现正、反组晶闸管的切换，因而这种系统是无环流的。

( )14.两组晶闸管变流器反并联可逆调速系统中，当控制电压U c =0时，两组触发装置的控制角的零位αfo 和βro 均整定为30°。

( )15．只要给定信号极性发生改变，逻辑控制器DLC就可以发出切换指令。

伺服驱动器工作原理和控制方式

伺服驱动器工作原理和控制方式伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。

功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入了软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。

首先功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。

经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM 电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。

功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程，整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

一般伺服都有三种控制方式：位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。

1、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值，由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

2、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。

位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

伺服控制系统介绍

1．交流伺服电机组成：励磁绕组/控制绕组：两绕组相差90度励磁绕组：励磁电压控制绕组：控制电压2．交流伺服电机控制模式：速度模式、位置模式、转矩模式3．控制方式：幅值控制：保持控制电压和励磁电压之间的相位角差β为90，仅仅改变控制电压的幅值，这种控制方式叫幅值控制。

相位控制：保持控制电压的幅值不变，仅仅改变控制电压与励磁电压的相位差β，这种控制方式叫相位控制。

幅值相位控制：在励磁电路中联移相电容，改变控制电压的幅值以引起励磁电压的幅值及其相对于控制电压的相位差发生变化，这种控制方式，叫幅值相位控制(或电容控制）。

4．直流伺服电动机与普通直流电动机基本一样，也是由：1、磁极（定子）2、电枢（转子）、3、电刷4、换向器定子磁极用于产生磁场。

5．直流伺服电机：直流伺服电动机具有起动转矩大、调速范围宽、机械特性和调节特性线性度好、控制方便等优点，被广泛应用在闭环或半闭环控制的伺服系统中。

6．直流伺服电机的分类：按结构分：永磁式、电磁式按励磁分：他励、并励、串励、复励7．直流伺服电机结构与普通电机的区别有三点：（1）转子是光滑无槽的铁芯，用绝缘粘合剂直接把线圈帖在铁心表面上。

（2）转子长而且直径小，这是为了减少转动惯量。

（3）定子结构采用图所示方形，提高了励磁线圈放置的有效面积．但由于无槽结构．气隙较大，励磁和线圈匝数较大，故损耗大，发热厉害，为此采取措施是在极间安放船型挡风板，增加风压，使之带走较多的热量。

而线圈外不包扎形成赤裸线圈。

8．直流伺服电机（1）、能量转换部分直流伺服电机的能量转换部分的结构和工作原理与普通小型直流电动机基本相同。

它的励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立电源供电。

通常采用电枢控制，就是励磁电压U f 一定，建立的磁通量Φ也是定值，而将控制电压Uc加在电枢上。

（2）、编码器部分用于返馈电动机转动的角度量。

9．直流伺服电机的速度控制方式：(1)电枢电压控制（恒转矩调速方式）----在定子磁场不变的情况下，通过改变施加在电枢绕组两端的电压来改变电动机的转速，由于负载和定子磁场均不变，电枢电流可以达到额定值，相应的输出转矩也可以达到额定值，由电机学可知，这种调速方式称为恒转矩调速方式。

交流伺服电机控制方法有哪几种,解释各种原理

交流伺服电机控制方法有哪几种，解释各种原理在伺服控制系统中，采用不同的方法去控制交流伺服电机，以实现精确的位置控制，速度控制和力矩控制。

下面将介绍几种常见的交流伺服电机控制方法及其原理：1. 位置控制方法在位置控制中，通过控制电机的位置来实现目标位置的准确匹配。

常见的位置控制方法包括开环控制和闭环控制。

开环控制开环控制是最简单的控制方式，基于开环模型，通过给定的速度或位置指令直接驱动电机。

但由于外部干扰和负载变化，开环控制容易出现误差累积，难以实现高精度控制。

闭环控制闭环控制采用反馈机制，通过传感器实时监测电机位置并与设定值进行比较，根据误差信号调整控制信号。

闭环控制能够实现更高的控制精度和稳定性。

2. 速度控制方法速度控制是调节电机输出转速的控制方法，对于一些需要精确速度调节的场合很重要。

磁场定向控制磁场定向控制是一种基于电流的控制方法，在这种方法中，通过调节电机定子绕组中的电流，控制转子的磁场定向，进而实现精确的速度控制。

矢量控制矢量控制是一种通过调节电机转子磁场的矢量方向和大小来控制电机速度的方法。

通过计算出恰当的电流矢量，可以精确地控制电机转速，并且可以在不同转矩下实现高效的控制。

3. 力矩控制方法力矩控制是通过调节电机输出的转矩来实现对负载的精确控制。

直接扭矩控制直接扭矩控制是通过控制电机的磁矢量，直接控制电机的输出扭矩。

通过在电机控制器中对电流和电压进行调节，可以实现对电机扭矩的精确控制。

非线性控制非线性控制方法更适用于复杂负载下的力矩控制，通过捕捉电机与负载之间的动态关系，采用非线性控制算法，进而实现对力矩的精确控制。

以上是几种常见的交流伺服电机控制方法及其原理，不同的控制方法适用于不同的场合，选择合适的控制方法可以有效提高系统性能和稳定性。

交流伺服电机的控制方式

交流伺服电机的控制方式
交流伺服电动机有三种控制方式，分别是幅值控制、相位控制和幅相控制。

1.幅值控制：保持控制电压与励磁电压的相位差为90度，只改变控制电压的幅值。

2.相位控制：保持控制电压和励磁电压均为额定电压，只改变控制电压与励磁电压之间的
相位差。

3.幅相控制：同时改变控制电压的幅值和控制电压与励磁电压之间的相位差。

这三种控制方法的实质都是改变正转与反转磁动势大小的比例，从而改变正转与反转电磁转矩的大小，最终达到改变合成电磁转矩和转速的目的。

在选择使用何种控制方式时，需要考虑实际的应用场景和具体需求。

简述交流伺服电动机的三种控制方式

简述交流伺服电动机的三种控制方式
交流伺服电动机是由电机、伺服控制器和安装框架组成的自动化系统，具有较高的精度、稳定性和可靠性，可以在特定位置和速度下完成一
定操作要求。

因此，交流伺服电动机具有广泛的应用前景，尤其在冶金、石油、食品、印刷、塑料、机械制造等领域被广泛应用。

当然，
要实现这种操作要求，必须进行有效的控制。

一般来说，交流伺服电动机的控制分为三种，包括手动控制、模拟控
制和数字控制。

其中，手动控制是最常用的控制方式，它基于一定操
作方式，例如调整开关，来实现对电动机的控制，它实现起来比较简单，但是操作者的熟练程度会影响交流伺服电动机的控制效果。

模拟控制是采用电源来控制电动机行走，它采用外部模拟输入模拟信
号控制电动机的旋转，其优势在于控制精度高，而且可以根据实际情
况对电动机的控制信号进行微调，实现更加精确的控制。

数字控制是目前也采用最多的一种控制，其原理是利用微处理器和数
字模块进行数字控制，通过输入不同的控制信号，实现电动机的控制，它具有控制精度高、操作灵活、可诊断等优点，可以根据实际需求对
电动机进行控制。

总之，交流伺服电动机的控制方式可以根据具体的应用需求，灵活的
进行选择。

不同的控制方式具有不一样的优势和缺点，应根据实际情
况进行选择，以确保电动机的正常工作与操作要求的实现。

伺服电机的控制方法【精华】

伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种，在不同的应用场景下，该如何确定选择伺服电机控制方式？1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备，选用脉冲控制实现电机的定位，应该是最常见的应用方式，这种控制方式简单，易于理解。

基本的控制思路：脉冲总量确定电机位移，脉冲频率确定电机速度。

选用了脉冲来实现伺服电机的控制，翻开伺服电机的使用手册，一般会有如下这样的表格：都是脉冲控制，但是实现方式并不一样：第一种，驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲，通过两路脉冲的相位差，确定电机的旋转方向。

如上图中，如果B 相比A相快90度，为正转；那么B相比A相慢90度，则为反转。

运行时，这种控制的两相脉冲为交替状，因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。

具有差分的特点，那也说明了这种控制方式，控制脉冲具有更高的抗干扰能力，在一些干扰较强的应用场景，优先选用这种方式。

但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口，对高速脉冲口紧张的情况，比较尴尬。

第二种，驱动器依然接收两路高速脉冲，但是两路高速脉冲并不同时存在，一路脉冲处于输出状态时，另一路必须处于无效状态。

选用这种控制方式时，一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。

两路脉冲，一路输出为正方向运行，另一路为负方向运行。

和上面的情况一样，这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。

第三种，只需要给驱动器一路脉冲信号，电机正反向运行由一路方向IO信号确定。

这种控制方式控制更加简单，高速脉冲口资源占用也最少。

在一般的小型系统中，可以优先选用这种方式。

2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景，我们可以选用模拟量来实现电机的速度控制，模拟量的值决定了电机的运行速度。

模拟量有两种方式可以选择，电流或电压。

电压方式，只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。

实现简单，在有些场景使用一个电位器即可实现控制。

但选用电压作为控制信号，在环境复杂的场景，电压容易被干扰，造成控制不稳定；电流方式，需要对应的电流输出模块。

伺服电机的位置控制转矩控制速度控制是什么样的一个模式

伺服电机的位置控制转矩控制速度控制是什么样的一个模式之宇文皓月创作伺服电机的位置控制，转矩控制，速度控制是什么样的一个模式，有什么分歧？例如位置控制模式，他工作的时候是不是PLC发脉冲的时候开始转动，然后plc一直发脉冲，伺服就一直走，PLC脉冲停止的时候伺服电机就停止转动？还是怎么样工作呢？1、上图就是由用户设定的指令脉冲数的图；2、用户根据工件实际需要移动的距离，和自己选定的脉冲当量，首先计算出伺服应该转动多少个指令脉冲数，就到达指定位置；3、然后用户根据“PLC发脉冲额定频率例如200KHZ”，知道指令脉冲额定频率，并根据指令脉冲数计算出指令运算时间，得到上图设定曲线；4、这个曲线在伺服还没有运行前，由用户设定的曲线；5、这条曲线设定后，伺服就知道指令脉冲额定频率，知道伺服电机的上限运行速度伺服上线运行速度=指令脉冲额定频率×伺服上限速度6、有了这条曲线，伺服就知道用户要它要转过多少个指令脉冲数，到转过这么多指令脉冲数时，伺服就指令伺服停车；7、当你设定好这个曲线后，启动伺服运转，伺服就开始启动、加速、匀速……转动起来了；8、这时候没有“PLC发脉冲”，谁也没有发脉冲，指令脉冲只是个“数”！9、那为什么大家说“PLC 发脉冲”，那是因为位置环就是PLC 的计数器，那个指令脉冲数就是给计数器设定的一个基数；10、PLC其实不发脉冲，没有实际存在的脉冲，只有一个脉冲数，当然没有指令脉冲受干扰的问题！1、这个曲线是可以用示波器观察到的曲线；2、它是伺服运转时编码器检测发出的反馈脉冲数，以及反馈脉冲数的频率曲线；3、这条曲线也可以看成伺服运转的速度曲线，因为编码器反馈脉冲的频率=编码器周反馈脉冲数×伺服电机速度（r/s）4、这条曲线，反映了伺服运转的全过程，启动→加速→匀速→减速→停车，伺服的运动是一大步完成的。

5、这条曲线与横轴时间所围成的面积就是伺服运动全过程编码器的反馈脉冲数；6、编码器的反馈脉冲数/电子齿轮比=指令脉冲数时，PLC计数器发出停车信号，驱动器停车！7、这就是伺服运动控制的核心原理！！！8、这个过程就是位置环的工作原理，或者说是PLC计数器的工作过程，指令脉冲为计数器基数，编码器反馈脉冲进入计数器计数端，当输出指令脉冲数“编码器的反馈脉冲数/电子齿轮比-指令脉冲数时=0”时，伺服停车！9、仔细观察这条曲线，编码器反馈脉冲频率的最大值，对应的就是伺服运转的最大速度；10、这个最大速度必须小于伺服电机的上限速度，也就是说这个曲线的高度要比指令脉冲曲线的高度“矮”；11、这一点很重要，如果伺服运转速度，在某一个时刻“超速”，就会出现反馈脉冲丢失或者指令脉冲增多的故障！12、仔细观察这条曲线，伺服停车前要减速，伺服停车必须在速度缓慢的情况下完成；13、这一点非常重要，如果伺服停车时，伺服速度大，那么伺服惯性大，就不克不及准停，就会向前继续惯性转一下，出现编码器反馈脉冲数大于指令脉冲数的情况；14、仔细观察这条曲线，伺服运转的最大速度是可以由用户设置的；15、用户在速度环上设定编码器反馈脉冲频率，伺服的运转速度就是设定编码器反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲数×伺服电机设定速度（r/s）16、因为指令脉冲频率=编码器反馈脉冲频率/电子齿轮比所以，用户也可以设定“指令脉冲频率”，来设定伺服电机速度；17、仔细观察这条曲线，伺服电机的加速、减速，就是靠驱动器变频、变压的速度环完成的，所需要的动力转矩是由电流环完成的，这就是ShowMotion 说的，“位置环可以包含速度环，也可以直接包含力矩环”！如何选择伺服电机控制方式？如何选择伺服电机控制方式？一般伺服电机都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。

伺服驱动器的工作原理

伺服驱动器的工作原理随着全数字式交流伺服系统的出现，交流也越来越多地应用于数字控制系统中。

为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用全数字式交流作为执行电动机。

在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。

一般伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。

速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。

位置控制是通过发脉冲来控制的。

具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。

如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有比较好的死循环控制功能，用速度控制效果会好一点。

如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。

那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如，或低端运动控制器），就用位置方式控制。

如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。

换一种说法是：1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V 对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为:如果电机轴负载低于时电机正转，外部负载等于时电机不转，大于时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。

可以通过实时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

2023年机器人控制系统练习题及答案

机器人控制系统练习题及答案一、填空题1. 伺服系统的三种控制方式：速度控制方式、转矩控制方式、位置控制方式。

2. 对于一个具有高度智能的机器人，它的控制系统实际上包含了“任务规划”、“任务规划”“轨迹规划”和基于模型的“伺服控制”等多个层次。

3. 机器人控制系统按其控制方式可分为程序输入型机器人、示教再现型机器人、智能型机器人三类。

4. ROS可以分成两层，低层是上面描述的操作系统层，高层则是广大用户群贡献的实现不同功能的各种软件包，如定位绘图、行动规划、感知、模拟等。

5. 伺服系统组成系统主要由触摸屏、 PLC 、伺服驱动器、永磁同步伺服电机组成，其中伺服电机是运动的执行机构，对其进行位置、速度和电流三环控制，从而达到用户的功能要求。

二、判断题1. 交流伺服电机主要由定子和转子构成。

（√）2. 如果用人来比喻机器人的组成的话，那么控制系统相当于人的“大脑”，感知系统相当于人的“视觉与感觉器官”，驱动系统相当于人的“肌肉”，执行机构相当于人的“身躯和四肢”。

（√）3. ROS基于一种图状架构，不同节点的进程都能接受、发布、聚合各种信息（如传感、控制、状态、规划等）。

目前ROS主要支持Ubuntu。

（√）4. ROS（低层）使用BSD许可证，是开源软件，并能大部分免费用于研究和商业用途。

而高层的用户提供的软件包则可以使用很多种不同的许可证。

（×）5. 机器人控制系统实际上包含了“任务规划”“动作规划”“轨迹规划”和基于模型的“伺服控制”等多个层次。

（√）三、选择题1. 实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。

（A）A. 通信接口B. 网络接口C. 传感器接口D. 控制计算机2. 对于大多数控制系统来说，它一般由四个部分组成：输入、输出、控制元件和算法。

其中电机输出属于哪个部分？（B）A. 输入B. 输出C. 控制元件D. 算法3. 机器人控制系统按其控制方式可分为三类。