伺服電機(jī)精準(zhǔn)控制離不開(kāi)編碼器，編碼器如何控制伺服的三個(gè)方法？

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)多采用自動(dòng)化的方式，自動(dòng)化生產(chǎn)線需要PLC等控制器的控制，也需要有執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)踐執(zhí)行。控制器前面已經(jīng)說(shuō)了，主要就是PLC這個(gè)可編程邏輯控制器。至于執(zhí)行結(jié)構(gòu)，就是運(yùn)動(dòng)電機(jī)的各類(lèi)衍生產(chǎn)品，比如機(jī)械臂、傳送帶、AGV車(chē)等等。那同樣都是運(yùn)動(dòng)電機(jī)，為啥伺服電機(jī)就比步進(jìn)電機(jī)貴呢？因?yàn)槿思铱刂频木珳?zhǔn)度高。那為啥伺服的控制精度高？簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)說(shuō)。

伺服電機(jī)是一種工控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般由運(yùn)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器以及編碼器共同組成，下面說(shuō)說(shuō)它的工作原理，讓大家了解下憑什么它被控制的那么精準(zhǔn)。

伺服電機(jī)主要靠脈沖來(lái)定位，同時(shí)它自己也具備發(fā)出脈沖的功能，伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖。這樣，伺服電機(jī)接受的脈沖和發(fā)出的脈沖形成呼應(yīng)閉環(huán)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)精確的定位，甚至能可以達(dá)到0.001mm。

伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括三個(gè)部分：永磁同步電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器以及編碼器。當(dāng)PLC通過(guò)通訊總線將指令信息傳遞給驅(qū)動(dòng)器后，驅(qū)動(dòng)器會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，電機(jī)一邊運(yùn)轉(zhuǎn)一邊也會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖。伺服編碼器對(duì)照兩個(gè)脈沖，如果不一致，那就進(jìn)行修正，直至它們一樣為止。通過(guò)編碼器的修正，實(shí)現(xiàn)了伺服的閉環(huán)控制，如果精度不高，那才有問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)電機(jī)閉環(huán)控制的關(guān)鍵是編碼器，現(xiàn)在主要有光電編碼器和磁電編碼器兩大類(lèi)，光電編碼器因其每一個(gè)位置絕對(duì)唯一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶，已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)中的角度、長(zhǎng)度測(cè)量和定位控制，我們家的一體式交流伺服就采用了23位多圈絕對(duì)值光電編碼器，控制精度非常高。

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編碼器如何控制伺服的三個(gè)方法？

方法一、伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。 直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。無(wú)刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。

方法二、交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。

方法三、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。