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伺服控制与步进控制的性能对比

发布时间：2024-04-08 02:34:36 来源：博亿堂娱乐官方网站

很多老师傅都分不清”伺服控制“和”步进控制“的区别，觉得两者差别不大。今天，咱们就一块儿来看看这两者的区别！

伺服系统是以位置和角度为控制量的控制管理系统的总称，与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内。其分类为：

伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值作比较，调整转子转动的角度。6伺服电机的精度决定于编码器的精度（线、确定机械规格，负载、刚性等参数。

步进电机大体上分为：反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。能够最终靠控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，进而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，大范围的应用于各种开环控制。

2、静力矩的选择：静力矩选择的依据是电机工作的负载，正常的情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好。

3、电流的选择：由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流。

1、控制精度不同。五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，对于带标准2500线编码器的电机而言，其脉冲当量为360°/10000=0.036°，伺服电机精度要比步进马达高。

2、低频特性不同。步进电机在低速时易出现低频振动现象。交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不可能会出现振动现象。

3、过载能力不同。步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。

4、运行性能不同。步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，正常情况下不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

5、速度响应性能不同。步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合；

6、矩频特性不同。步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，交流伺服电机为恒力矩输出。

综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，并不存在谁比谁更好的说法。在控制管理系统的设计过程中，我们要考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。你们学会了吗？

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工业机器人周边运动控制部分主要有伺服控制、步进控制、变频控制三大部分，下面让我们来一一这些控制要点。伺服控制一、交流伺服的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值作比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。二、伺服系统的组成及分类组成伺服系统是以位置和角度为控制量的控制管理系统的总称，与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内。分类 1. 按控制结构分类分为：开环式、闭环式。 2. 按驱动部件分类分为：

本电路由负脉冲振荡器（与非门 IC 1A 与 IC1D）、和 RS触发器（与非门 IC1B 与 IC 1C ）组成。伺服控制信号从 RS 触发器的⑥脚输出。振荡器输出重复频率约 50Hz 的负脉冲信号。这些窄脉冲送到触发器的输入端，每隔 20ms 触发一次。当负脉冲到达触发器输入端（ ④脚）时， IC 1C 的输出变成低电平。 C3 经 Pl 放电，放电后触发器的状态恢复， IC1B 的输出由高电平回到低电平，每隔 20ms 重复一次。状态的恢复时间由 P1 调整。伺服控制器就是常用的闭环控制管理系统，给伺服控制器发送不同的脉冲实现不同的速度位置控制即可。一般是脉冲和模拟量控制，有速度PI

光纤连接器是光纤通信网络中应用最广泛的光无源器件，其核心部件是光纤插针。光纤连接器制作的完整过程中的一道重要工序是利用光纤连接器研磨机对陶瓷插针端面进行研磨。为了使光纤插针端面与研磨砂轮按要求接触研磨。涉及到研磨机操作台X、Y、A 3个轴方向上的重复定位运动控制。伺服控制管理系统是光纤连接器研磨机的一个重要组成部分。伺服电机能将输入的电信号转变成角位移或角速度输出，具有运行稳定、无自传和快速响应等特性，在伺服控制管理系统中作为执行元件。 ED200伺服放大器是一种智能化的伺服电机控制器，能提供速度、位置和力矩的全数字化控制。PLC的使用能大大的提升伺服控制管理系统的稳定性，增强系统的抗干扰的能力：触摸屏的使

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仪表步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机某相线圈加一脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得很简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不像普通的直流电机、交流电机那样在常规下使用。它必须在双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制管理系统下使用。仪表步进电机属于步进电机中体积、功耗较小的类别，可以由单片机或专用芯片的引脚直接驱动，不需外接驱动器，因而在仪表中被用于指针的旋转控制。

德国艾尔默斯公司（Elmos）日前宣布推出可用于驱动双极性步进电机的单芯片控制器E523.30-38系列产品。该系列芯片集成了LIN/PWM通信接口和电机的上/下限位置（堵转位置）的无传感器检测功能，可以将执行器集成到一个已有的LIN总线网络中，其中部分产品带有LIN总线自动寻址功能。同时，该芯片还集成了双向PWM通信接口。另外，该系列芯片还具有3个GPIO端口，可用于多达3个霍尔传感器或者电位器信号输入，同时也可以直接集成到执行器中，以节省更多的设计空间。该系列芯片自身内嵌了一个8位微控制器，带有8k的FLASH、64byte的EEPROM等，以及4k的SysROM，可用于通过LIN总线进行程序刷新。工作

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因为步进电机的转速只跟所给的脉冲数相关，而与占空比无关，所以下面的配置就只考虑脉冲数的变化，对于占空比，则不做多考虑，（占空比=TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse/TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period，如果在初始化后没生成PWM，可能就是给的参数刚好让这两者的比值为0或1） /* 参数pulse为输出的脉冲数，在这里不能取0，0不能当除数 */void Timer17_PWM_Config(u16 pulse){ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruc

电机 /

1、交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值作比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线、伺服系统的组成及分类组成：伺服系统是以位置和角度为控制量的控制管理系统的总称，与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内。分类：（1）按控制结构分类分为：开环式、闭环式。（2）按驱动部件分类分为： a. 步进电动机伺服系统。 b. 直流电动机伺服系统。 c. 交流电动机伺服系统。 3、伺服马达（交流）的特点（1）定位精

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