电机技术期刊伺服电机的三种控制方式仿佛它们在讲述自己的故事
导语：电机控制的三种方式，每一种都有其独特之处。速度控制和转矩控制依赖于模拟量输入，位置控制则通过脉冲信号来实现。选择哪种控制方式取决于客户的需求以及所需运动功能。
在没有具体速度或位置要求的情况下，只需要输出恒定转矩，通常会采用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，但对实时转矩不太关心，则使用速度或位置模式更为合适。当上位系统具备良好的闭环控制功能时，使用速度控制效果最佳。而如果要求并不高且没有实时性要求，位置控制方式就足够了。
从伺服驱动器的响应角度看，转矩模式运算量最小，对信号响应最快；而位置模式则运算量最大，对信号响应最慢。在对动态性能有较高要求的情况下，如果操作系统运行缓慢（如PLC或低端运动），则宜采用位置方式。如果系统运行较快，可以选择速度方式，将位置环移至上位减少驱动器负担提升效率（中高端运动）；甚至可以使用转矩方式完全不需要伺服电机。
一般认为驱动器的性能好坏各厂家自称最优，但现在有一个比较直接的评估方法，即响应带宽。当在转矩或速度模式下给予电机连续正反调频示波器显示扫频信号，当包络线顶点到达最高值70.7%时表示已失步，此时频率高低可判断产品强劲，一般电流环能达到1000Hz，而速度环仅几十Hz。
转矩控制：通过模拟量输入设定输出力矩大小，如10V=5Nm，当设定5V时输出2.5Nm。在负载低于2.5Nm情况下正转，大于2.5Nm反转。应用主要在受力严格要求的缠绕装置，如饶线设备，因需随半径变化调整以确保材质受力稳定。
位置控制：通过脉冲频率确定旋速大小、脉冲数确定旋角大小，或通讯赋值可实现精确位移。此应用领域如数控机床、印刷机械等。
速度模式：通过模拟量/脉冲频率均可进行旋速调整，在外部PID外环支持定位，但必须提供反馈以供计算。此类优点减少误差增加精度。
谈谈3环：伺服通常包含三个闭环PID调节系统，最内层为电流环内部完成，由霍尔检测驱动器输出每相当前流，与设定比较进行PID调节，以接近设定流。这是直观表现出力的变换，因此在此模式中驱动器运算最小反应最快。第二层为速度环，由编码检测产生回馈与PID调整，其输出直接影响第一层，使得任何情况下至少要用到第一层，即使是在其他两种条件下的同时存在也如此。这意味着即使是在所有三种条件下的同时工作，也总是首先考虑的是保持这些设置中的“基本”——即保持这个力的水平（即流量）。第三个循环是一个“外围”的关于实际物理空间中的物体与它周围环境之间关系，这些关系包括距离、方向和角度等信息，它们被测得并用于进一步处理以产生一个新的指令给第一个循環，以便它能够根据这些新指令改变其行为。这意味着这两个级别都是基于之前级别结果，并且它们共同作用来形成整个过程的一个完整圆圈，从而产生一个由三个不同部分组成但又紧密联系起来的一系列事件，其中每一部分都依赖前一部分生成并传递给后一部分。
