直流电机原理图伺服电机三种控制方式的智者
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，而位置控制则是通过脉冲信号来实现。客户需求及运动特性将决定采取何种控制策略。
在无特定速度或位置要求但需恒定转矩输出的情况下，转矩模式最佳；若精度较高且对实时转矩不敏感，则选择速度或位置模式更为合适。如果上位系统具备良好闭环控制功能，速度控制效果会更加出色。而对于非严格实时性的应用，位置控制方式可满足上位系统的要求。
伺服驱动器响应速度方面，由于运算量最小，其对输入信号的响应最快。在动态性能要求极高的情境中，当PLC或低端运动设备无法提供快速操作时，可采用位置模式进行控制。如果使用高速设备，可以考虑将位置环迁移到上位，以减轻驱动器负担并提高效率；甚至可以进一步提升至转矩模式，但这通常只限于高端产品，并可能不需要伺服电机。
为了评估不同驱动器性能，一种比较方法是观察其响应带宽。当模拟量输入或脉冲发生器产生方波信号使得电机连续正反旋，同时显示扫频信号包络线顶点达到最高值70.7%，即失步状态。在此基础上，可以判断哪款产品具有更高性能——一般情况下，每个厂家都自称产品优越，但实际表现由频率范围决定，即能否稳定运行到1000Hz以上（电流环）或者几十赫兹（速度环）。
具体而言：
转矩控制：通过外部模拟量设置电机轴输出的力矩大小，如5V对应2.5Nm。该方式适用于受力严格限制的装置，如缠绕放卷设备，对半径变化做出即时调整以保持材质受力恒定。
位置模式：主要通过脉冲频率确定转速、个数确定角度，或直接通讯赋值。由于精确性强，在数控机床、印刷机械等领域广泛应用。
速度模式：通过模拟量或脉冲频率调节转速，有能力在PID闭环环境中执行定位任务。但需从外部反馈真实负载信息以辅助计算。此外，该模式支持由负载直接检测与提供编码器数据，从而增强整体定位精度。
三环理论：伺服系统通常包含三个PID闭环——内层为电流环（完全在驱动器内部），中层为速度环（利用编码器检测）、外层为位置-ring。这三个循环互相配合，以保证准确地输出所需的功率和精确移动距离。每一层均参与了整个过程中的调节工作，其中内层负责最大化接近设定的当前流量，并因此成为所有其他两者的根本基础，无论是在直达还是加速阶段都是如此。
