一般来说,伺服有三种控制模式:速度控制模式、转矩控制模式和位置控制模式。
速度控制和转矩控制都由模拟量控制。位置控制通过发送脉冲来控制。具体的控制方式要根据客户的要求和运动功能来选择。
如果你对电机的转速和位置没有要求,输出一个恒定的扭矩就可以了,当然是在扭矩模式下。
如果对位置和速度有一定的精度要求,但对实时转矩不是很在意,不方便使用转矩模式,最好使用速度或位置模式。如果上位控制器有很好的闭环控制功能,速度控制效果会更好。如果要求本身不是很高,或者基本没有实时性要求,位置控制对上位控制器要求不高。
就伺服驱动器的响应速度而言,转矩模式的计算量最小,驱动器对控制信号的响应最快。位置计算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
当运动中对动态性能有较高要求时,需要对电机进行实时调整。然后,如果控制器本身的运行速度很慢(比如plc或者低端运动控制器),就用位置控制。如果控制器的运行速度比较快,可以用速度的方式把位置环从驱动器移到控制器,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,也可以用扭矩控制,也可以去掉驱动的速度环。一般只有高端专用控制器才能做到这一点。而且,这时候不需要使用伺服电机。
换句话说:1.扭矩控制:扭矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接地址分配来设定电机轴的外部输出扭矩,具体来说,比如10V对应5Nm,外部模拟量设定为5V时电机轴的输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm,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(通常是重力负载)。您可以通过即时改变模拟量的设置,或通过通讯方式改变相应地址的值来改变设定扭矩。主要用于对材料受力有严格要求的卷绕和放卷装置,如缠绕装置或光纤牵引装置。扭矩的设定要根据缠绕半径的变化随时改变,以保证材料的受力不会随着缠绕半径的变化而变化。
2.位置控制:在位置控制模式下,转速一般由外部输入脉冲的频率决定,旋转角度由脉冲数决定。有些伺服系统还可以通过通信直接给速度和位移赋值。由于位置模式可以严格控制速度和位置,所以一般应用于定位设备。数控机床、印刷机械等应用。
3.速度模式:转速可以通过模拟量的输入或脉冲的频率来控制,有上位控制器外环PID控制时也可以定位速度模式,但必须将电机的位置信号或直接负载的位置信号反馈给上位控制器进行计算。位置模式还支持直接负载外环来检测位置信号。此时电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号由直接最终负载端的检测装置提供。这样做的好处是减少了中间传输过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。