模拟量信号控制伺服电机
伺服控制系统的4种控制方式
伺服控制系统的4种控制方式导语：伺服控制系统的3种控制方式，速度控制和转矩控制，位置控制。
伺服控制系统的3种控制方式，速度控制和转矩控制，位置控制基础知识一、伺服系统组成（自上而下）控制器：plc，变频器，运动控制卡等其他控制设备，也称为上位机；伺服驱动器：沟通上位机和伺服电机，作用类似于变频器作用于普通交流马达。
伺服电机：执行设备，接受来自驱动器的控制信号；机械设备：将伺服电机的圆周运动（或直线电机的直线运动）转换成所需要的运动形式；各类传感器和继电器：检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准。
二、伺服控制方式三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。
▶如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。
▶如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用速度或位置模式比较好。
▶如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。
▶如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。
如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么做。
一般说驱动器控制的好坏，有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。
当转矩控制或速度控制时，通过脉冲发生器给它一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时频率的高低，就能说明控制的好坏了，一般电流环能做到1000HZ 以上，而速度环只能做到几十赫兹。
伺服电机的三种控制方式有哪些
伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
在不同场景下，伺服电机的控制方式各有不同，在进行选择之前你需要先了解伺服电机是三种控制方式各有其特点，下面小编就给大家介绍一下伺服电机的三种控制方式。
伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备，选用脉冲控制实现电机的定位，应该是最常见的应用方式，这种控制方式简单，易于理解。
基本的控制思路：脉冲总量确定电机位移，脉冲频率确定电机速度。
都是脉冲控制，但是实现方式并不一样：第一种，驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲，通过两路脉冲的相位差，确定电机的旋转方向。
如上图中，如果B相比A相快90度，为正转；那么B相比A相慢90度，则为反转。
运行时，这种控制的两相脉冲为交替状，因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。
具有差分的特点，那也说明了这种控制方式，控制脉冲具有更高的抗干扰能力，在一些干扰较强的应用场景，优先选用这种方式。
但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口，对高速脉冲口紧张的情况，比较尴尬。
第二种，驱动器依然接收两路高速脉冲，但是两路高速脉冲并不同时存在，一路脉冲处于输出状态时，另一路必须处于无效状态。
选用这种控制方式时，一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。
两路脉冲，一路输出为正方向运行，另一路为负方向运行。
和上面的情况一样，这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。
第三种，只需要给驱动器一路脉冲信号，电机正反向运行由一路方向IO信号确定。
这种控制方式控制更加简单，高速脉冲口资源占用也最少。
在一般的小型系统中，可以优先选用这种方式。
2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景，我们可以选用模拟量来实现电机的速度控制，模拟量的值决定了电机的运行速度。
模拟量有两种方式可以选择，电流或电压。
电压方式，只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。
实现简单，在有些场景使用一个电位器即可实现控制。
台达PLC与威纶触摸屏通讯控制3台伺服电机做扭矩控制。
接一个控制案子，要求测试产品有没有卡阻问题。
开始方案用台达32EH00T3加4DA模块用模拟量信号控制三个独立伺服，就是三个工位没工位动作相同。
扭矩模式。
但有个问题，解决了扭矩连续可变控制，速度的快慢问题却没有解决，有工艺要求。
速度也要控制。
再增加一个4DA模块可以解决，但是手头只有一个模块，就想出下面的解决方法：
改为三个伺服与触摸屏通讯，威纶触摸屏6071IE. 伺服接触摸屏COM2 MODBUS485通讯，COM1与台达PLC RS232通讯用户的扭矩与速度数据通过PLC与触摸屏做定时资料传输与伺服交换数据，达到控制伺服的目的，完美解决。
取消了两个4DA模块。
如何采用PLC控制伺服电机的精确定位
如何采用PLC控制伺服电机的精确定位1 PLC定义PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。
PLC的特点是性能稳定可靠，一般由大公司如三菱，LG、台达、西门子等生产制造，质量可靠，使用寿命长，其次PLC的扩展性好，一般可通过简单方法实现多种专业的功能，如AD／DA功能，波形输出功能，PID模糊控制功能等。
PLC可采用代码编程或者梯形图编程，逻辑清楚，编程简单，适合于初学者学习和使用，因此用途广泛。
目前PLC已经在世界各地的重要控制系统中发挥了重要的作用。
大到航天航海，小到普通家用电器，都有它的身影，特别是制造工厂，更是得到了大量的使用。
2 伺服电机定义伺服电机主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
伺服电机在要求精密控制的工业自动化设备中得到了广泛的应用，他的闭环控制功能，是步进电机无法比拟的。
在一些场合，由于步进电机没有反馈，因此当步进电机卡死或打滑会出现丢步的情况，从而大大影响设备使用精度，因此步进电机一般用于纯粹的转动过程，或者用于对精度要求不高的使用场合。
3 如何采用PLC控制伺服电机运转文中采用了LG品牌PLC，伺服电机采用英迈克的伺服电机及驱动器。
3.1 PLC控制伺服电机原理图PLC控制伺服电机原理如图1所示。
①PLC引脚说明。
PLC引脚P00为电机运行启动信号；PLC引脚P40属于LG PLC的专用高速脉冲通道，用于控制伺服电机驱动器。
P41属于LG PLC专用方向脉冲通道；P属于高速脉冲通道的专用高电平端，当高速脉冲通道为低电平时，电流从P流向高速脉冲通道，从而伺服电机收到高速脉冲，并执行相关控制，如转动和换向。
伺服的三种控制方式
一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 .1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm 时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加整个系统的定位精度。
4、谈谈3环，伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。
最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行P ID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。
如何采用PLC控制伺服电机的精确定位
如何采用PLC控制伺服电机的精确定位1 PLC定义PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。
PLC的特点是性能稳定可靠，一般由大公司如三菱，LG、台达、西门子等生产制造，质量可靠，使用寿命长，其次PLC的扩展性好，一般可通过简单方法实现多种专业的功能，如AD／DA功能，波形输出功能，PID模糊控制功能等。
PLC可采用代码编程或者梯形图编程，逻辑清楚，编程简单，适合于初学者学习和使用，因此用途广泛。
目前PLC已经在世界各地的重要控制系统中发挥了重要的作用。
大到航天航海，小到普通家用电器，都有它的身影，特别是制造工厂，更是得到了大量的使用。
2 伺服电机定义伺服电机主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
伺服电机在要求精密控制的工业自动化设备中得到了广泛的应用，他的闭环控制功能，是步进电机无法比拟的。
在一些场合，由于步进电机没有反馈，因此当步进电机卡死或打滑会出现丢步的情况，从而大大影响设备使用精度，因此步进电机一般用于纯粹的转动过程，或者用于对精度要求不高的使用场合。
3 如何采用PLC控制伺服电机运转文中采用了LG品牌PLC，伺服电机采用英迈克的伺服电机及驱动器。
3.1 PLC控制伺服电机原理图PLC控制伺服电机原理如图1所示。
①PLC引脚说明。
PLC引脚P00为电机运行启动信号；PLC引脚P40属于LG PLC的专用高速脉冲通道，用于控制伺服电机驱动器。
P41属于LG PLC专用方向脉冲通道；P属于高速脉冲通道的专用高电平端，当高速脉冲通道为低电平时，电流从P流向高速脉冲通道，从而伺服电机收到高速脉冲，并执行相关控制，如转动和换向。
cp1h脉冲控制g伺服速度,模拟量控制g伺服扭矩
脉冲信号控制伺服电机转速，模拟量控制扭矩一．脉冲信号控制伺服电机转速1.实验设备○1.CP1H-XA40DT-D○2.R88M-G20030H-Z○3.R88D-GT02H-Z○4.XW2Z-100J-B24○5.XW2B-50G52.设备接线○1.CP1H脉冲输出接线○2.G伺服脉冲输入接线3.参数设定○1.G伺服参数设置Pn02=0 （位置控制）Pn41=0 （根据指令脉冲方向旋转电机）Pn42=1 （脉冲模式：正转脉冲/反转脉冲）○2.PLC设置使用脉冲输出04.实验过程○1.实验使用CP1H脉冲输出0控制一路伺服电机运动，G伺服CN1端子4和6分别接CP1H的100.00和100.02；XW2Z-100J-B24两端分别连接驱动器和XW2B-50G5接线端子；○2.在程序中使用SPED指令控制脉冲的方向和个数，使用INI指令使电机停止；○3.由于电机有正，反转两个方向，因此需使用两条SPED指令，以及去反指令二．模拟量控制电机扭矩1.实验设备○1.CP1H-XA40DT-D○2.R88M-G20030H-Z○3.R88D-GT02H-Z○4.XW2Z-100J-B24○5.XW2B-50G52.设备接线○1.CP1H模拟量接线○2.连接G伺服驱动器CN1，端子16,17,18接线3.参数设定○1.伺服参数Pn03=0；○2.Pn5C=10 （模拟量与扭矩的比例值）；PLC内置A/D,D/A设置为-10V~+10V输出输入，分辨率为60004.实验过程○1.伺服驱动器CN1端子16和18分别接CP1H的模拟量输出+,-;模拟量为-10V~+10V，17接模拟量地；○2.将模拟量输出0接入模拟量输入0中，使用+10V~-10V的模拟量量程，其中0V~+10V控制电机正转时扭矩，-10V~0V控制电机反转时扭矩，模拟量量程为6000。
○3.由于电机有正，反转两个方向，因此需使用两条SPED指令，以及取反指令，同时输出正，负两种模拟量信号。
伺服控制的三种模式
伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式，速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。
如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。
如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。
如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。
那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，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，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。
当转矩控制或者速度控制时，通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz 以上，而速度环只能作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法：运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环速度环位置环。
1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
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什么叫“零漂”，及如何解决“零漂”现象？
零点漂移可描述为：输入电压为零，输出电压偏离零值的变化。它又被简称为：零漂。
零点漂移是怎样形成的： 运算放大器均是采用直接耦合的方式，我们知道直接耦合式放大
电路的各级的 Q 点是相互影响的，由于各级的放大作用，第一级的微弱变化，会使输出极
产生很大的变化。当输入短路时（由于一些原因使输入级的
在实验过程中，当模拟量输入 0v 时，电机并没有发生偏移现象。但是，我在试 验手册里还是找到了相关参数。
W 伺服对应“零漂”调整参数
Pn314=250 （ S 曲线加减速时间 250ms ）
4. 实验过程
使用 CP1H-XA40DT-D 的模拟量输出功能，使用 模拟量与速度对应关系如下图所示：
G5 模拟量速度控制功能。 Nhomakorabea在实验过程中，发现当模拟量输入为 0v 时，电机以一个很缓慢的速度向 CW 方向旋转，即 发生了“零漂”现象。 在闭环控制中，“零漂”现象对精度的控制有一定的影响，需要抑制住“零漂”现象。
Q 点发生微弱变化，比如：温
度），输出将随时间缓慢变化，这样就形成了零点漂移。 解决“零漂” 最有效的方式： 随着三极管的导通工作， 其温度会上升， 导致扩散运动加剧 Ic、
Ie 电流增大，随之 Re 两端电压增大， Vbe 的电压就减小， Ib 也随之减小，从而使 Ic 减小， 形成了负反馈，这就是其抑制零漂的原理。
试验 1
1. 接线方式
模拟量信号控制伺服电机
2. 实验设备 R88D-KT02H R88M-K20030H-S2-Z CP1H-XA40DT-D
3. 实验参数设定
Pn000=1 （伺服旋转方向选择 0： CW 方向-右转 1： CCW 方向-左转）
Pn001=1 （伺服控制方式选择 1：速度控制 — 模拟量控制）
Pn300=0 （速度控制选择 0：模拟量力矩控制）
Pn301=0 （速度控制方向选择 0：正方向 1：反方向）
Pn302=600 （速度控制精度 600r/min ）
Pn303=0 （模拟量速度控制方向切换方式
0： CW 方向切换）
Pn312=1000 （加速时间 1000ms ）
Pn313=1000 （减速时间 1000ms ）
针对 G5 伺服驱动器而言，需要修改里面参数来起到抑制“零漂”的现象。
对应调整参数：
修改 Pn422 的数值，默认为 0.
此参数的作用是模拟量偏置，以 0.359mv 为单位， +为 CW 方向， -为 CCW 方向。
方式 1 ：手动方式 调整方式：手动设置，及缓慢提高 完成。
Pn422 的数值，直到在 0v 电压下，电机不旋转，即调整
方式 2 ：自动方式 调整步骤如下：
5. G 伺服对应“零漂”调整参数
试验 2
试验接线：
试验设备： R88D-WT01H W10030H-S1 CP1H-XA40DT-D 实验设置参数： Pn000----0010 Pn300----1000 ( 单位：0.01V) Pn305----10 （ ms） Pn306----10 （ ms） Pn307----40 （ ms）速度指令电压输入（ REF）滤波的时间常数 Pn308----0 （0）设置速度反馈滤波的时间常数 试验步骤： 使用 CP1H-XA40DT-D 的模拟量输出功能，使用 G5 模拟量速度控制功能。 速度与模拟量对应关系：