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| 伺服驅(qū)動(dòng)電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)（CZZ） |
| 2022年10月10日 |
伺服電機(jī)在閉環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行，該系統(tǒng)包括反饋裝置、驅(qū)動(dòng)器（放大器）和控制器�？刂破魇褂梅答佈b置的輸出將指令值（位置、速度或扭矩）與達(dá)到的值進(jìn)行比較，并向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出指令以糾正任何錯(cuò)誤。監(jiān)控反饋和進(jìn)行糾正的過程稱為控制回路，即為環(huán)。根據(jù)應(yīng)用和性能要求，伺服系統(tǒng)可以包括三種控制回路的任意組合：位置回路、速度回路和/或電流回路。
伺服驅(qū)動(dòng)器通常具有多回路結(jié)構(gòu)，電流回路嵌套在速度回路中，速度回路嵌套在位置回路中。
速度環(huán)是最常見的伺服控制環(huán)。它通過轉(zhuǎn)速表或編碼器將指令速度與實(shí)際速度進(jìn)行比較，并相應(yīng)地發(fā)出增加或降低電機(jī)速度的指令。速度回路也稱為PI控制器，因?yàn)樗ǔＪ褂帽壤鲆妫↘vp）和積分增益（Kvi）來確定校正命令。顧名思義，比例增益的大小與誤差的大小成正比，而積分增益隨著時(shí)間的推移而增加，用于在運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)將電機(jī)“推”到零誤差。伺服反饋增益，即比例增益Kp、積分增益Ki和微分增益Kd，決定了伺服試圖糾正或減少指令值和實(shí)際值之間的誤差的程度。對于需要位置控制的應(yīng)用，在所謂的級聯(lián)位置/速度回路中，在速度回路的“周圍”添加位置回路。位置回路確定跟隨誤差，即實(shí)際位置和指令位置之間的偏差，并發(fā)出速度指令以減少或消除跟隨誤差。在級聯(lián)系統(tǒng)中，位置回路通常只使用比例增益Kp。
伺服系統(tǒng)可以使用位置回路而不使用速度回路，盡管速度反饋提供了額外的剛度，并對抗高頻干擾。如果單獨(dú)使用位置回路，而沒有速度回路，則位置回路將為PID控制器。比例、積分和微分三種增益的使用雖然更復(fù)雜，但允許系統(tǒng)調(diào)整到****性能。
當(dāng)所需的響應(yīng)時(shí)間很高時(shí)，需要電流控制，如許多工業(yè)伺服應(yīng)用中的情況。電流回路的主要目標(biāo)是控制轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩會(huì)影響速度，從而影響位置。電流環(huán)通常嵌套在速度環(huán)內(nèi)，使電流成為最內(nèi)層的回路，中間的速度環(huán)，位置環(huán)是最外環(huán)。電流回路通常是PI控制器，具有比例增益和積分增益。電流控制參數(shù)通常由制造商設(shè)置，從而節(jié)省用戶調(diào)整電流控制回路的時(shí)間和精力。
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