簡易探討運動控制三大控制模式的差異 点击：9980 | 回复：393
位置環與速度環其實都是運動控制的兩種控制模式 其控制的結果就是"定位"
在早期的伺服驅動有分為 位置型(日系)與速度型(歐系)的驅動器 當然其上位控制器也分為兩種
大約10多年前 日系將兩種控制模式合併 提供上位控制器做為選用所要的模式 至今所有通用伺服也都是延續此模式 但運動控制仍然壁壘分明
位置環在確認編碼器回授位置確認 速度環修正位置偏差(這是動態的偵測修正)
問題一 為何運動控制其位置環及速度環仍壁壘分明
問題二 位置還大家望文興義就知跟定位有關 但速度環怎麼也跟定位有關 究竟速度環是甚麼樣的環?
問題三 環的定義是什麼?
希望透過此文 能讓大家知道 什麼是運動控制 什麼是PLC 什麼是伺服
引用 刘岩利 的回复内容：
……如驱动器工作在电流模式（或者叫力矩/扭矩/推力模式）下，驱动器接收电流描述指令，只有电流环工作。……
1、“如驱动器工作在电流模式（或者叫力矩/扭矩/推力模式）下，驱动器接收电流描述指令，”，控制电机电流为描述状态；
2、这时候运行的闭环为电流PID闭环；
3、由于电机电流被控制，电机速度随负载变化，所以速度闭环不工作；
4、“电流闭环”工作时，电机机械特性为软特性；适合机械特性要求软特性的运动控制过程；
5、在伺服控制中，可以有“电流闭环+速度环”控制模式，也可以有“位置环+电流闭环+速度环”控制组合！
6、这里的速度环，是检测速度，防止空载或负载轻载时实现超速保护！
引用 刘岩利 的回复内容：
…… 如驱动器工作在速度模式下，驱动器接收速度描述指令（通常是个模拟电压），此时速度环和电流环工作，速度环的输出既为电流环给定信号。速度环是通过电流环控制电机的。……
1、“ 如驱动器工作在速度模式下，驱动器接收速度描述指令”；
2、速度描述指令通常可以是脉冲频率，也可以是个模拟电压；
3、“如驱动器工作在速度模式下，驱动器接收速度描述指令”，“此时速度环和电流环工作，速度环的输出既为电流环给定信号。”，电流环给定不再是“接收电流描述指令”，通过检测反馈电流信号，知道负载的大小，起速度辅助控制作用！对速度控制进行修正！
4、要指出的是，这个“电流环”已经不是“电流模式下”的电流环！它属于速度闭环控制的一部分！是按照速度描述指令工作的！
5、在伺服控制中，可以有“速度闭环+电流环”控制模式，也可以有“位置环+速度闭环+电流环”控制组合，“电流环”在加、减速过程、失速保护过程等中起速度控制作用！
引用 刘岩利 的回复内容：
……如驱动器工作在位置模式下，驱动器接收位置描述指令（通常是个脉冲列），此时位置环、速度环和电流环工作，位置环的输出即为速度环的给定信号。位置环是通过速度环控制电机的。……
1、 “如驱动器工作在位置模式下，驱动器接收位置描述指令”；
2、位置描述指令，是根据“位置”（输出的海量脉冲）决定“动作”的原则，应该包括启动、加速、匀速、减速、停车等动作指令！
3、此时可以是“位置环+速度环+电流环”组合模式，也可以是“位置环+电流环+速度环”组合模式，与运动机械对伺服机械特性的要求有关！
4、位置环的输出并非全是“速度环”的给定信号。速度环的给定只是“速度描述指令”；
5、“位置环+电流环+速度环”组合模式，是通过电流环、速度环分别控制电机的。“位置环+速度环+电流环”组合模式，是通过速度环、电流环分别控制电机的。
关于“速度闭环”控制和“电流闭环”控制的差异：
1、关于“速度闭环”控制和“电流闭环”控制的差异，有必要再探讨一下；
2、先说说电流闭环的机械软特性曲线，如图
3、用一句话说，软特性就是负载增大时，速度迅速下降，反之负载减轻时，速度迅速上升，“软”就是“速度变化大”；
4、用一句话说，硬特性就是负载增大时，速度下降很少，反之负载减轻时，速度上升很少，“硬”就是“恒速”；
5、机械特性不同，适应不同机械特性的负载，不存在谁好谁差的问题！
6、“速度闭环”能保持电机速度“恒速”，是机械硬特性；
7、“电流闭环”能保持电机电流（转矩）恒定，速度跟随负载大小变化，“速度变化大”是软特性；
8、“速度闭环”能保持电机速度“恒速”，是机械硬特性；电机电流跟随负载大小变化，要防止过载过流，要有过载、过流、失速保护；
9、“电流闭环”能保持电机电流（转矩）恒定，速度跟随负载大小变化，“速度变化大”是软特性；要防止空载或轻载飞车，要有超速保护，设定速度上限；
10、关于“电流闭环”的工作原理：
1）设定速度A1，检测速度A2，若A1＞A2，调节器调高频率、电压，直到A2增大到A2=A1；
2）设定速度A1，检测速度A2，若A1＜A2，调节器调低频率、电压，直到A2减小到A2=A1；
11、关于“电流闭环”“飞车”的描述：
1）当电机空载或轻载时，给定电流相对大于空载电流或轻载电流，电机转子始终处于加速状态；
2）当电机空载或轻载时，给定转矩相对大于空载转矩或轻载转矩，电机转子始终处于加速状态；
3）就是说转子始终处于加速状态，速度不断增大而失控！
12、电流环，要防止空载或轻载运行时出现“飞车事故”，就和速度环，要防止重载时出现的电机过流过载一样，需要保护！
引用 ShowMotion 的回复内容：
……作用力与反作用力是相生相伴的，没负载时，飞车您都达不到给定电流，这个时候能做啥？……
1、看着上边的图，那个绿色的机械软特性曲线；
2、我来告诉你，它的用途；
3、收、放卷机械，用电流闭环控制收卷电机
1）当放卷转得快时，卷绕物的张力减小，会出现卷绕物松散，这时候收卷电机处于空载或轻载状态，就会飞起来收卷，直到卷绕物张力增大，进入正常高速卷绕状态！
2）当放卷转得慢时，卷绕物绷紧张力增大，会出现卷绕物快要拉断的情况，这时候收卷电机处于重载状态，迅速降低速度收卷，直到卷绕物张力减小，进入正常低速卷绕状态！
3）如果这个收卷系统的收卷物是布，那么给定电流可以设大一些；
4）如果这个收卷系统的收卷物是纸，那么给定电流可以设小一些；
5）给定电流大小，要根据系统工艺要求设定，举例说卷绕速度，可以根据放卷电机的速度高低，调整收卷电机的给定电流，等等！
4、就这几行字，那可是个卖钱、焕钱的好技术，给本鸟说了，笨鸟还骂人，笨鸟不懂技术太差！
5、这个系统不用测张力，就测电机电流就行！
6、这个系统不用换算卷绕半径，半径大小不影响；
7、卷绕速度调节方便，调节放卷速度就是了！
LZ可不可以 就三种模式的应用讲一下。比如
位置模式适合哪些场合的应用 速度控制适合哪些场合的应用 ，怎么应用啊 等等 。大家好多应该都是搞集成的吧？
题目不是讲三种控制模式的差异么？这个题目的话应该讲的是 上位控制器到伺服驱动器之
间的开环闭环，以及一些重要参数对控制结果的影响等等。怎们怎么讨论到伺服三环的实现上去了（伺服驱动器和伺服电机
之间的闭环），而且大家未必都是设计伺服的吧，讨论每个环具体怎么工作的不如讲些应用
案例，各位都是业界前辈，多讲些案例也是对我等后辈提携不是？
大家讨论伺服三环的数学模型、怎么实现还是另开一帖讲吧，毕竟这个对于集成应用来讲影响不是很大吧。
谢谢。
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