伺服電機控制方式有脈沖、模擬量和通訊控制這三種，在不同的應用場(chǎng)景下，該如何確定選擇伺服電機控制方式?
1、伺服電機脈沖控制方式
在一些小型單機設備，選用脈沖控制實(shí)現電機的定位，應該是最常見(jiàn)的應用方式，這種控制方式簡(jiǎn)單，易于理解?；镜目刂扑悸罚好}沖總量確定電機位移，脈沖頻率確定電機速度。選用了脈沖來(lái)實(shí)現伺服電機的控制，翻開(kāi)伺服電機的使用手冊，一般會(huì )有如下這樣的表格：
都是脈沖控制，但是實(shí)現方式并不一樣：
第一種，驅動(dòng)器接收兩路(A、B路)高速脈沖，通過(guò)兩路脈沖的相位差，確定電機的旋轉方向。如上圖中，如果B相比A相快90度，為正轉;那么B相比A相慢90度，則為反轉。運行時(shí)，這種控制的兩相脈沖為交替狀，因此我們也叫這樣的控制方式為差分控制。具有差分的特點(diǎn)，那也說(shuō)明了這種控制方式，控制脈沖具有更高的抗干擾能力，在一些干擾較強的應用場(chǎng)景，優(yōu)先選用這種方式。但是這種方式一個(gè)電機軸需要占用兩路高速脈沖端口，對高速脈沖口緊張的情況，比較尷尬。
第二種，驅動(dòng)器依然接收兩路高速脈沖，但是兩路高速脈沖并不同時(shí)存在，一路脈沖處于輸出狀態(tài)時(shí)，另一路必須處于無(wú)效狀態(tài)。選用這種控制方式時(shí)，一定要確保在同一時(shí)刻只有一路脈沖的輸出。兩路脈沖，一路輸出為正方向運行，另一路為負方向運行。和上面的情況一樣，這種方式也是一個(gè)電機軸需要占用兩路高速脈沖端口。
第三種，只需要給驅動(dòng)器一路脈沖信號，電機正反向運行由一路方向IO信號確定。這種控制方式控制更加簡(jiǎn)單，高速脈沖口資源占用也最少。在一般的小型系統中，可以?xún)?yōu)先選用這種方式。
2、伺服電機模擬量控制方式
在需要使用伺服電機實(shí)現速度控制的應用場(chǎng)景，我們可以選用模擬量來(lái)實(shí)現電機的速度控制，模擬量的值決定了電機的運行速度。模擬量有兩種方式可以選擇，電流或電壓。電壓方式，只需要在控制信號端加入一定大小的電壓即可。實(shí)現簡(jiǎn)單，在有些場(chǎng)景使用一個(gè)電位器即可實(shí)現控制。但選用電壓作為控制信號，在環(huán)境復雜的場(chǎng)景，電壓容易被干擾，造成控制不穩定;電流方式，需要對應的電流輸出模塊。但電流信號抗干擾能力強，可以使用在復雜的場(chǎng)景。
3、伺服電機通信控制方式
采用通信方式實(shí)現伺服電機控制的常見(jiàn)方式有CAN、EtherCAT、Modbus、Profibus。使用通信的方式來(lái)對電機控制，是目前一些復雜、大系統應用場(chǎng)景首選的控制方式。采用通信方式，系統的大小、電機軸的多少都易于裁剪，沒(méi)有復雜的控制接線(xiàn)。搭建的系統具有極高的靈活性。
伺服電機的速度控制和轉矩控制都是用模擬量來(lái)控制的。位置控制是通過(guò)發(fā)脈沖來(lái)控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶(hù)的要求，滿(mǎn)足何種運動(dòng)功能來(lái)選擇。如果您對電機的速度、位置都沒(méi)有要求，只要輸出一個(gè)恒轉矩，當然是用轉矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實(shí)時(shí)轉矩不是很關(guān)心，用轉矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會(huì )好一點(diǎn)。如果本身要求不是很高，或者，基本沒(méi)有實(shí)時(shí)性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒(méi)有很高的要求。
就伺服驅動(dòng)器的響應速度來(lái)看，轉矩模式運算量最小，驅動(dòng)器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大，驅動(dòng)器對控制信號的響應最慢。
對運動(dòng)中的動(dòng)態(tài)性能有比較高的要求時(shí)，需要實(shí)時(shí)對電機進(jìn)行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC，或低端運動(dòng)控制器)，就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅動(dòng)器移到控制器上，減少驅動(dòng)器的工作量，提高效率(比如大部分中高端運動(dòng)控制器);如果有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環(huán)也從驅動(dòng)器上移開(kāi)，這一般只是高端專(zhuān)用控制器才能這么干，而且，這時(shí)完全不需要使用伺服電機。
一般說(shuō)驅動(dòng)器控制得好不好，每個(gè)廠(chǎng)家的都說(shuō)自己做的最好，但是現在有個(gè)比較直觀(guān)的比較方式叫響應帶寬。當轉矩控制或者速度控制時(shí)通過(guò)脈沖發(fā)生器給他一個(gè)方波信號，使電機不斷的正轉、反轉，不斷的調高頻率，示波器上顯示的是個(gè)掃頻信號，當包絡(luò )線(xiàn)的頂點(diǎn)到達最高值的70.7%時(shí)表示已經(jīng)失步，此時(shí)的頻率的高低，就能顯示出誰(shuí)的產(chǎn)品牛了，一般的電流環(huán)能作到1000Hz以上，而速度環(huán)只能作到幾十赫茲。
換一種比較專(zhuān)業(yè)的說(shuō)法：
1、伺服電機轉矩控制
轉矩控制方式是通過(guò)外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，具體表現為例如10V對應5Nm的話(huà)，當外部模擬量設定為5V時(shí)電機軸輸出為2.5Nm：如果電機軸負載低于2.5Nm時(shí)電機正轉，外部負載等于2.5Nm時(shí)電機不轉，大于2.5Nm時(shí)電機反轉(通常在有重力負載情況下產(chǎn)生)?？梢酝ㄟ^(guò)即時(shí)的改變模擬量的設定來(lái)改變設定的力矩大小，也可通過(guò)通訊方式改變對應的地址的數值來(lái)實(shí)現。
應用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線(xiàn)裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì )隨著(zhù)纏繞半徑的變化而改變。
2、伺服電機位置控制：
置控制模式一般是通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉動(dòng)速度的大小，通過(guò)脈沖的個(gè)數來(lái)確定轉動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很?chē)栏竦目刂?，所以一般應用于定位裝置。應用領(lǐng)域如數控機床、印刷機械等等。
3 、伺服電機速度模式：
過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉動(dòng)速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時(shí)的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來(lái)提供了，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過(guò)程中的誤差，增加了整個(gè)系統的定位精度。
4、談?wù)?環(huán)
伺服一般為三個(gè)環(huán)控制，所謂三環(huán)就是3個(gè)閉環(huán)負反饋PID調節系統。最內的PID環(huán)就是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅動(dòng)器內部進(jìn)行，通過(guò)霍爾裝置檢測驅動(dòng)器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進(jìn)行PID調節，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電流環(huán)就是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動(dòng)器的運算最小，動(dòng)態(tài)響應最快。
第2環(huán)是速度環(huán)，通過(guò)檢測的電機編碼器的信號來(lái)進(jìn)行負反饋PID調節，它的環(huán)內PID輸出直接就是電流環(huán)的設定，所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話(huà)說(shuō)任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置控制的同時(shí)系統實(shí)際也在進(jìn)行電流(轉矩)的控制以達到對速度和位置的相應控制。
第3環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán)，可以在驅動(dòng)器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建要根據實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內部輸出就是速度環(huán)的設定，位置控制模式下系統進(jìn)行了所有3個(gè)環(huán)的運算，此時(shí)的系統運算量最大，動(dòng)態(tài)響應速度也最慢。