一、伺服電機(jī)的三環(huán)控制方式的原理

大家都知道伺服大家有三種控制方式——轉(zhuǎn)矩、速度、位置，那么這三種控制方式的原理都是什么呢？

1、首先是電流環(huán)，此環(huán)在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進(jìn)行，通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機(jī)的各相的輸出電流，負(fù)反饋給電流的設(shè)定進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而達(dá)到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流，電流環(huán)就是控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的，所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動器的運(yùn)算z小，動態(tài)響應(yīng)z快。

2、第二環(huán)是速度環(huán)，通過檢測伺服電機(jī)編碼器的信號進(jìn)行負(fù)反饋PID調(diào)節(jié)，它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定，所以速度環(huán)控制時就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話說任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置同時控制的系統(tǒng)實際也進(jìn)行電流（轉(zhuǎn)矩）控制以達(dá)到速度和位置的相應(yīng)控制。

3、第三環(huán)是位置環(huán)，它是z外環(huán)，可以在驅(qū)動器和伺服電機(jī)編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機(jī)編碼器或者z終負(fù)載間構(gòu)建，要根據(jù)實際情況來定。由于位置環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定，位置控制模式下系統(tǒng)進(jìn)行了所有3個環(huán)的運(yùn)算，此時的系統(tǒng)運(yùn)算量z大，動態(tài)響應(yīng)也z慢。

二、什么是伺服系統(tǒng)呢？及其三種控制方式。

以物體的位置、方向、速度等為控制量，以跟蹤輸入給定值的任意變化為目的，所構(gòu)成的自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)是具有負(fù)反饋的閉環(huán)自動化控制系統(tǒng)，由控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和反饋裝置組成。

伺服系統(tǒng)有三種控制方式，即轉(zhuǎn)矩控制（電流環(huán)）、速度控制（電流環(huán)、速度環(huán)）、位置控制（電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)）。

轉(zhuǎn)矩控制：通過外部模擬量的輸入或者直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對外輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要應(yīng)用于需要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)矩的場合。

速度控制：通過模擬量的輸入或者脈沖的頻率對轉(zhuǎn)動的速度進(jìn)行控制。

位置控制：伺服中z常見的控制，位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

三、影響控制的因素

1、速度環(huán)主要進(jìn)行PI（比例和積分），比例就是增益，所以我們要對速度增益和速度積分進(jìn)行合適的調(diào)節(jié)才能達(dá)到理想的效果。

2、位置環(huán)主要進(jìn)行P（比例）調(diào)節(jié)。對此我們只要設(shè)定位置環(huán)的比例增益就好了。當(dāng)進(jìn)行位置模式需要調(diào)節(jié)位置環(huán)時，先調(diào)節(jié)速度環(huán)。位置環(huán)、速度環(huán)的參數(shù)調(diào)節(jié)沒有什么固定的數(shù)值，要根據(jù)外部負(fù)載的機(jī)械傳動連接方式、負(fù)載的運(yùn)動方式、負(fù)載慣量、對速度、加速度要求以及電機(jī)本身的轉(zhuǎn)子慣量和輸出慣量等等多條件來決定，調(diào)節(jié)的簡單方法是在根據(jù)外部負(fù)載的情況進(jìn)行大體經(jīng)驗的范圍內(nèi)將增益參數(shù)從小往大調(diào)，積分時間常數(shù)從大往小調(diào)，以不出現(xiàn)震動超調(diào)的穩(wěn)態(tài)值為z佳值進(jìn)行設(shè)定。