來(lái)源：曉煜大發(fā)現(xiàn)

大家在運(yùn)動(dòng)控制的時(shí)候是用伺服電機(jī)的還是用步進(jìn)電機(jī)做定位控制了?為什么有時(shí)候用伺服電機(jī)，有時(shí)候又步進(jìn)電機(jī)?這是什么原因呢?本期我們就一起來(lái)探討一下步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別！

工作原理對(duì)比

伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的核心區(qū)別在于控制系統(tǒng)原理。伺服電機(jī)采用閉環(huán)精準(zhǔn)控制，而步進(jìn)電機(jī)采用開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制，這兩種不同的工作原理決定了它們?cè)诰?、響?yīng)速度和成本等方面的差異。

什么意思呢?什么是開(kāi)環(huán)?什么是閉環(huán)?要理解這個(gè)含義的話，那我們首先要明白他們的工作原理是怎么樣的。

我們要驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)讓他動(dòng)起來(lái)，就要給步進(jìn)電機(jī)發(fā)脈沖。比如說(shuō)我發(fā)1000個(gè)脈沖，那么步電機(jī)就運(yùn)行1000個(gè)脈沖，然后它停止。

那么問(wèn)題又來(lái)了，什么是脈沖?

其實(shí)你可以把它理解為01信號(hào)，就是開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)。1000個(gè)脈沖就是有1000個(gè)開(kāi)關(guān)。這是人力是不能實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)時(shí)候我們要借助晶體管plc的高速脈沖口幫我們完成這種事情。這就是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式。步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)一般都是帶小齒的，通過(guò)這些小齒從而能精準(zhǔn)的發(fā)送每一個(gè)脈沖的角度是怎么樣的，然后發(fā)多少個(gè)脈沖，然后它轉(zhuǎn)一圈。

我們的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般上面都會(huì)有個(gè)細(xì)分，我們通過(guò)波動(dòng)驅(qū)動(dòng)器上面的細(xì)分，從而達(dá)到多少個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈。就在這里面設(shè)置的。

那我們伺服電機(jī)是怎么驅(qū)動(dòng)的嘞?

其實(shí)也是一樣，也是通過(guò)脈沖的方式驅(qū)動(dòng)。但是他唯一不同的是。步進(jìn)電機(jī)如果我發(fā)1000個(gè)脈沖，它突然停止了。我這個(gè)時(shí)候我就不知道他是否真的到了1000個(gè)脈沖停止了，還是半路出了問(wèn)題停止的。他沒(méi)有一個(gè)反饋信號(hào)。

而伺服電機(jī)就不一樣了，我給他發(fā)1000個(gè)脈沖，他會(huì)實(shí)時(shí)反饋我當(dāng)前走了多少位置。

為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?

因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)只是單純的在輸入端給信號(hào)。而輸出端是沒(méi)有信號(hào)的。所以我只給了一個(gè)命令讓你執(zhí)行，他執(zhí)行我也不反饋。而伺服電機(jī)不一樣，他不僅在輸入端有信號(hào)，輸出端還會(huì)反饋一個(gè)信號(hào)

回來(lái)然后我們就可以看到他當(dāng)前的位置是怎么樣的。是否真的走完了1000個(gè)脈沖還是在半路停止了。

所以我們的伺服電機(jī)總是會(huì)帶有一根編碼器線。這個(gè)編碼器線就是電機(jī)的反饋信號(hào)。而我們的步進(jìn)電機(jī)是沒(méi)有這個(gè)東西的。

這就是簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。有頭有尾是閉環(huán)。只有頭那就是開(kāi)環(huán)。

控制區(qū)別

伺服電機(jī)：閉環(huán)精準(zhǔn)控制

伺服電機(jī)采用"GPS導(dǎo)航"式閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保極高的精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。

編碼器反饋系統(tǒng)

如同GPS實(shí)時(shí)定位，編碼器持續(xù)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子位置，精度可達(dá)0.001mm級(jí)別。

三環(huán)調(diào)節(jié)機(jī)制

電流環(huán)(最內(nèi)層)：像肌肉調(diào)節(jié)發(fā)力大小

速度環(huán)(中層)：如車速表維持恒定速度

位置環(huán)(外層)：類似導(dǎo)航系統(tǒng)修正路徑

步進(jìn)電機(jī)：開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制

步進(jìn)電機(jī)工作如同"數(shù)步子走路"，通過(guò)脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)精確的角度控制。

脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)制

每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)固定步距(如1.8°)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)角度控制。

開(kāi)環(huán)工作模式

像盲人按固定步數(shù)移動(dòng)，系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)檢測(cè)和糾正位置偏差。

選用

我們?cè)谧鲰?xiàng)目時(shí)，如果定位精度要求不高的話，我們可以考慮上步進(jìn)電機(jī)。如果定位精度高的話，那就是上伺服電機(jī)。

如果項(xiàng)目真的是又要求定位稍微精準(zhǔn)一點(diǎn)。而價(jià)格利潤(rùn)又比較低的情況下，我們可以采用步進(jìn)電機(jī)加編碼器的組合進(jìn)行。

總而言之一句話，想高精度高定位上伺服，低成本的話就步進(jìn)加編碼器。