伺服增益有哪些分類和影響？伺服驅(qū)動器工作原理及控制方式！
增益可以簡單的理解為放大倍數(shù)。
伺服增益是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。
機(jī)械本身的結(jié)構(gòu)對伺服增益的調(diào)整有重要影響，如果機(jī)械本身的剛性比較好（磨床絲桿傳動），伺服的相關(guān)增益則可以設(shè)置較高。如果機(jī)械本身的剛性偏柔（料道同步帶），伺服的相關(guān)增益則設(shè)置的不要太高。
伺服速度、位置增益參數(shù)關(guān)系及總的調(diào)試思路：
伺服驅(qū)動器包括三個反饋環(huán)節(jié)：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。最內(nèi)環(huán)（電流環(huán)）的反應(yīng)速度最快，中間環(huán)節(jié)（速度環(huán)）的反應(yīng)速度必須高于最外環(huán)（位置環(huán)）。如果不遵守此原則，將會造成電機(jī)運轉(zhuǎn)的震動或反映不良。伺服驅(qū)動器的設(shè)計可盡量確保電流環(huán)具備良好的反應(yīng)性能，故用戶只需調(diào)整位置位置環(huán)、速度環(huán)的增益即可。
位置環(huán)的反應(yīng)不能快于速度環(huán)的反應(yīng)。因此，若需增加位置環(huán)的增益，必須先增加速度環(huán)的增益。如果只增加位置環(huán)的增益，電機(jī)很可能產(chǎn)生震動，從而將會造成速度指令及定位時間的增加，而非期望的減少。
速度環(huán)增益
增大速度環(huán)比例增益，則能降低轉(zhuǎn)速脈動的變化量，提高伺服驅(qū)動系統(tǒng)的硬度，保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)運行時的性能。但是在實際系統(tǒng)中，速度環(huán)比例增益不能過大，否則將引起整個伺服驅(qū)動系統(tǒng)振蕩。
速度環(huán)參數(shù)調(diào)節(jié)與負(fù)載慣量的關(guān)系
當(dāng)負(fù)載對象的轉(zhuǎn)動慣量與電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量之比較大，以及負(fù)載的摩擦轉(zhuǎn)矩比較大時，宜增大速度環(huán)比例增益和速度環(huán)積分時間常數(shù)，以滿足運行穩(wěn)定性的要求。
當(dāng)負(fù)載對象的轉(zhuǎn)動慣量與電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量之比較小，以及負(fù)載的摩擦轉(zhuǎn)矩較小時，宜減小速度環(huán)比例增益和速度換積分時間常數(shù)，保證低速運行時的速度控制精度。
位置環(huán)增益
位置環(huán)增益與伺服電機(jī)以及機(jī)械負(fù)載有著密切的聯(lián)系，通常伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益越高，電機(jī)速度對于位置指令響應(yīng)的延時減小，位置跟蹤誤差愈小，定位所需時間越短，但要求對應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)的剛性與自然頻率也必須很高。而且當(dāng)輸入的位置突變時，其輸出變化劇烈，機(jī)械負(fù)載要承受較大的沖擊。此時，驅(qū)動器必須進(jìn)行升降速處理或通過上位機(jī)用編程措施來緩沖這種變化。
當(dāng)伺服系統(tǒng)位置環(huán)增益相對較小時，調(diào)整起來比較方便，因為位置環(huán)增益小，伺服系統(tǒng)容易穩(wěn)定，對大負(fù)載對象，調(diào)整要簡單些。同時，低位置環(huán)增益的伺服系統(tǒng)頻帶叫窄，對噪音不敏感。因此，作為伺服進(jìn)給用時，位置的微觀變化小，但低位置環(huán)增益的伺服系統(tǒng)位置跟蹤誤差較大，進(jìn)行輪廓加工時，會在軌跡上形成加工誤差。
伺服驅(qū)動器工作原理和控制方式
伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計的驅(qū)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路，在主回路中還加入了軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。
首先功率驅(qū)動單元通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程，整流單元（AC-DC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/p>
一般伺服都有三種控制方式：位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。
1、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值，由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。
2、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。
應(yīng)用主要在對材質(zhì)的手里有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負(fù)載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。
如果對電機(jī)的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心，用轉(zhuǎn)矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。
如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會好一點，如果本身要求不是很高，或者基本沒有實時性的要求，采用位置控制方式。
