“伺服”一个词来自希腊语“奴仆”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：转子在控制信号发出前静止;当控制信号发出时，转子立即旋转;当控制信号消失时，转子可以立即停止。

　　伺服电机是自动控制设备中用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换为转轴的角速或角速。伺服电机，又称执行电机，用作自动控制系统中的执行元件，将收到的电信号转换为电机轴上的角速或角速。

　　伺服电机的工作原理

　　伺服系统(servomechanism)使物体的位置.方位.状态等自动控制系统可以随着输入目标(或给定值)的随机变化而导出被控量。

　　伺服主要依靠脉冲定位，基本上可以理解伺服电机接收到一个脉冲，将旋转一个脉冲对应的视角，以实现位移，因为伺服电机本身具有脉冲功能，所以伺服电机每个角度都会发出相应数量的脉冲，从而呼应伺服电机接收的脉冲，或闭环，使系统知道伺服电机发送多少脉冲，收集多少脉冲，从而准确控制电机旋转，实现准确定位，可达到0.001mm。

　　直流伺服电机分为刷电机和无刷电机。

　　刷电机成本低，结构简单，启动扭矩大，调速范围宽，控制方便，需要维护，但维护方便(碳刷)，干扰信号，需要使用环境，一般用于一般工业和民用场所，对成本敏感。

　　无刷电机体积小、重量轻、输出大、响应快、速度高、惯性小、扭矩旋转平稳、控制复杂、智能、电子方式灵活，方波或正弦波相换，电机免维护，高效节能，电磁辐射小，温升长，适用于各种环境。

　　交流伺服电机也是无刷电机，分为同步电机和异步电机。目前，同步电机一般用于运动控制，功率范围大，功率大，惯性大，最高速度低，随着功率的增加，适用于低速平稳运行场所。

　　伺服电机内的转子为永磁铁，驱动器控制U/V/W三相电产生磁场，转子在磁场的作用下旋转。同时，电机自带的编码器将反馈信号传输给驱动器，将反馈值与目标值进行比较，子旋转的视角。伺服电机的精度取决于编码器的精度(线数)。

　　伺服电机的分类

　　伺服电机分为交流伺服和直流伺服两类。

　　交流伺服电机的基本结构类似于交流感应电机(异步电机)。定子上有两个相位移90°励磁绕组的电角Wf和控制绕阻WcoWf，连接稳定的交流电流，施加到Wc交流电流或相位的变化达到控制电机运行的目的。

　　交流伺服电机运行稳定.可控性好.响应迅速.灵敏度高、机械特性和调整特性的非线性指标严格(要求各自低于10%~15%和15%~25%)。

　　直流伺服电机的优缺点

　　优点：速度控制准确，转距速度特，控制原理简单，使用方便，价格便宜。

　　缺陷:电刷换向、速度有限、附加阻力、磨损颗粒(无尘易爆环境不宜)。

　　直流伺服电机的基本结构与普通直流电机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua.Ia电枢电压和电枢电流，Ra改变电枢电阻Ua或改变φ，直流伺服电机的转速可以控制，但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁直流伺服电机中，励磁绕组被永磁铁取代φ稳定性。直流伺服电机具有良好的线性调节特性和快速的时间响应。

　　交流伺服电机的优缺点

　　优点：速度控制具有良好的特点。它可以在整个速度区域实现平稳控制，几乎没有冲击。90%以上的高效率、低热量、高速控制和高精度位置控制(取决于编码器的精度)。在额定操作区域，可实现恒力矩、低惯性、低噪音、无刷磨损和免维护(适用于无尘.易爆环境)。

　　缺陷：控制复杂，需要现场调整驱动参数PID确定参数需要更多的连接。

　　伺服电机的三种控制方法

　　1.转距控制:转距控制是通过外部控制的bai设置电机轴对外输出转矩的大小，模拟输入或直接地址的值。

　　2.位置控制：位置控制模式通常通过外部输入脉冲的频率来确定旋转速度的大小，旋转视角通过脉冲的数量来确定，一些伺服可以通过通信直接获得速度和位移。

　　3.速度模式:旋转速度可以通过模拟量的输入或脉冲频率来控制，在有上控装置的外环中PID也可以定位控制速度模式，但必须将电机的位置信号或直接负载的位置信号反馈到上位进行计算。

　　位置模式还支持直接负载外环检测位置信号。此时，电机轴端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带来。优点是可以减少中间传动过程中的偏差，提高整个系统的定位精度。

　　伺服电机的三环控制结构

　　伺服电机一般由三个环控制，三环为三个闭环负反馈PID调节系统。

　　最里的PID环是电流环，完全在伺服控制器内，通过霍尔设备检查驱动器对电机各相的输出电流，设置负反馈电流PID调整，使输出电流尽可能接近等于设置电流，电流环控制电机转距，因此驱动器计算最小，动态响应最快。

　　第二环是速度环，通过检测到的电机编码器信号进行负反馈PID调整，它的环PID导出直接是电流环的设置，所以速度环控制包括速度环和电流环，即任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的基础，在速度和位置控制的同时，系统实际控制电流(距离)，以实现相应的速度和位置控制。

　　第三环是位置环，非常外环，可以在驱动器和电机编码器之间或外部控制器和电机编码器和电机编码器或最终负根据实际情况确定。由于位置控制环的内部导出是速度环的设置，系统在位置控制模式下计算了所有三个环，系统计算最大，动态响应速度最慢。