简介：
伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转换为扭矩和速度，以驱动控制对象。伺服电机的转子速度由输入信号控制，可以快速反应。在自动控制系统中，它被用作执行器，具有机电时间常数小、线性度高的特点。
分类：
伺服电机的分类和特性 - 知乎
原理：
伺服电机的工作原理
伺服电机的作用是驱动控制对象。当信号电压的大小和极性发生变化时，电机的转速和方向也会发生变化。
交流伺服电机和直流伺服电机。 原理与两相交流异步电机相同，定子上有两个绕组-励磁绕组和控制绕组。
空间相隔900的励磁绕组和控制绕组°。
励磁绕组的接线 控制绕组的接线
串联电容C在励磁绕组中的目的是产生两相旋转磁场。
适当选择电容器的大小，使通入两个绕组的电流相位差接近90°，因此，旋转磁场产生，转子在旋转磁场的作用下旋转。 例图所示，选择电容可使交流伺服电机电路中电压电流的相量关系如图所示。
控制绕组的接线
控制电压
与电源电压
两者频率相同，相位相同或相反。 两个绕组工作时产生的电流
和
的相位差近90°，因此便产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子转动起来。
1）U2= 0 转子停了。
这时，虽然U2 =0V，U1它仍然存在。它似乎处于单相运行状态，但不同于单相异步机。如果单相电机启动并运行，则单相后仍然旋转。伺服电机不同，设备在单相电压下无法转动。
原因：交流伺服电机 R大设计。U2=0点，伺服电机交流T=f(s)曲线如下：
交换伺服电机T=f(s)曲线（U2=0时）
当U2=0V脉动磁场分成的正反旋转磁场产生的转距T'、T" 合成转矩T不同于单相异步机。合成转矩的方向与旋转方向相反，因此电机在U2=0V可立即停止，体现控制信号的作用(有控制电压时转动，无控制电压时不转动)，避免失控。
（2）交流伺服电机R设计得更大，使Sm>1，Tst大，启动快，运行范围稳定。
(3)控制电压U2大小变化时，转子转速相应变化，转速和电压U2成正比。U2当极性发生变化时，转子的转向发生变化。
交流伺服电机的机械特性曲线( U1=const )
交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100W，电源频率分50Hz、400Hz等等。广泛应用于自动控制、温度自动记录等系统。
1.结构:与直流电机基本相同。为了减少旋转惯量，做得更细。 工作原理：与直流电机相同。 3.供电方式:他励。励磁绕组和电枢由两个独立电源供电:
U一是励磁电压，U二是电枢电压。 直流伺服电机的机械特性公式与他励直流电机相同：
4.机械特性曲线
机械特性： (1)U1(即磁通不变时，在一定负载下，U2↑,n↑。 (2)U2=0时，电机立即停止。 反转：电枢电压极性变化，电机反转。 5、应用：
直流伺服电机的特点比交流伺服电机更硬。常用于功率稍大的系统，其输出功率一般为1-600W。它有很多用途，比如随动系统中的位置控制。
注意步进电机的区别：
步进电机作为一种开环控制系统，与现代数字控制技术有着本质的联系。步进电机广泛应用于国内数字控制系统。随着全数字交流伺服系统的出现，交流伺服电机越来越多地应用于数字控制系统。为了适应数字控制的发展趋势，步进电机或全数字交流伺服电机主要用于运动控制系统。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号)，但在性能和应用上存在很大差异。现在比较两者的使用性能。
两相混合步进电机步距角一般 1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。还有一些高性能步进电机通过细分后步距较小。如三洋公司（SANYO DENKI）二相混合步进电机的步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，两相和五相混合步进电机的步距角兼容。
电机轴后端的旋转编码器保证了交流伺服电机的控制精度。以三洋全数字交流伺服电机为例。对于带有标准2000线编码器的电机，脉冲当量为360，因为驱动器采用了四倍频技术°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°步进电机脉冲当量的1/655。
步进电机在低速时容易发生低频振动。振动频率与负载和驱动性能有关，一般认为振动频率是电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机工作原理决定的低频振动现象对机器的正常运行非常不利。当步进电机在低速工作时，一般应使用阻尼技术来克服低频振动现象，如在电机上添加阻尼器或驱动器上使用细分技术。
交流伺服电机运行非常稳定，即使在低速时也不会振动。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械刚度不足，系统内部具有频率分析功能（FFT），机械共振点可检测，便于系统调整。
步进电机的输出扭矩随着转速的增加而下降，在较高的速度下会急剧下降，因此其最高工作速度一般为300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即其额定转速(一般为2万RPM或3000RPM）额定转矩可以在额定转速以上输出恒功率输出。
步进电机一般不具备过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流伺服系统为例，具有速度过载和扭矩过载能力。最大转矩是额定转矩的两到三倍，可用于克服启动时惯性负载的惯性转矩。由于步进电机没有这种过载能力，为了克服这种惯性扭矩，通常需要选择更大的扭矩电机，机器在正常工作期间不需要这么大的扭矩，所以扭矩浪费。
步进电机的控制是开环控制。如果启动频率过高或负载过大，则容易丢失或堵塞。如果停止时速度过高，则容易过度冲洗。因此，为了保证其控制精度，应处理升降问题。交流伺服驱动系统为闭环控制。驱动器可以直接取样电机编码器的反馈信号，形成位置环和速度环。一般来说，步进电机不会丢失或过度冲洗，控制性能更可靠。
步进电机需要200~400毫秒才能从静态加速到工作速度(一般每分钟几百转)。交流伺服系统具有良好的加速性能，以山400W以交流伺服电机为例，从静止加速到额定转速3万RPM需要快速启停的控制场合只需几毫秒。
综上所述，交流伺服系统在许多性能上都优于步进电机。但在一些要求较低的情况下，步进电机经常被用作执行电机。因此，在控制系统的设计过程中，应综合考虑控制要求、成本等因素，选择合适的控制电机。
欧姆龙PLC详细说明控制伺服程序_哔哩哔哩_bilibili&nbp;
这个up主写了很多有用的东西
用plc如何控制：
速度控制一般都是有变频器实现，用伺服电机做速度控制，一般是用于快速加减速或是速度精准控制的场合，因为相对于变频器，伺服电机可以在几毫米内达到几千转，由于伺服都是闭环的，速度非常稳定。转矩控制主要是 控制伺服电机的输出转矩，同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制，可以把伺服驱动器当成变频器，一般都是用模拟量控制。 伺服电机最主要的应用还是定位控制，位置控制有两个物理量需要控制，那就是速度和位置，确切的说，就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方，并准确的停下。 伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如，我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈，如果在一秒钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。 所以，PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的，用物理方式发送脉冲，也就是使用PLC的晶体管输出是最常用的方式，一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器，比如Profibus-DP CANopen，MECHATROLINK-II，EtherCAT等等。这两种方式只是实现的渠道不一样，实质是一样的，对我们编程来说，也是一样的。这也就是我想跟大家说的，要学习原理，触类旁通，而不是为了学习而学习。
对于程序编写，这个差别很大，日系PLC是采用指令的方式，而欧系PLC是采用功能块的形式。但实质是一样的，比如要控制伺服走一个绝对定位，我们就需要控制PLC的输出通道，脉冲数，脉冲频率，加减速时间，以及需要知道伺服驱动器什么时候定位完成，是否碰到限位等等。无论哪种PLC，无非就是对这几个物理量的控制和运动参数的读取，只是不同PLC实现方法不一样。
调试方法：
1、初始化参数
在控制卡上：选好控制方式；将PID参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。
在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如，山洋是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。
2、接线
将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及PC）上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置
3、试方向
对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这时伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。
4、抑制零漂
在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。
5、建立闭环控制
再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。
6、调整闭环参数
细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，这里只能从略了。