【全299集】清華大佬終於把電機講明白了,從電機種類、基礎原理到選型實例解析,這還學不會我真退出電機圈! P16 - 第十六課:伺服電機的控制
2026年10月24日
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視頻概述
AI 生成本影片由雲飛老師講解伺服電機的控制系統,詳細分析了電流環、速度環與位置環三種控制模式及其對應的功能,並深入探討了PID控制(增益)的作用以及伺服電機出現暴震的常見原因與解決邏輯。
大家好
我是雲飛老師
今天開始講解電機選行專題的第15節課
也就是伺服電機的控制
那麼伺服電機呢
有三個環
分別是電流環
速度環以及位置環
分別對應了三種模式
力矩模式
速度模式
以及呢位置模式
三個層次的環共同組成了伺服的控制系統
像電流環啊
來介紹一下
對應的就是力矩模式嘛
也就是說啊
能夠利用電機控制輸出力矩的大小
在運行的過程中
需要保持準確的這種力矩控制
比如說我要求力矩是不變的
或者根據我的要求來進變化
那麼可以通過電機來實現啊
該功能呢
是伺服控制系統對電流的輸出與反饋的精確控制
在這種低速或者是賭賺的情況下啊
也能夠正常使用
仍然可以持續的運行
不會造成伺服電機的損壞
那同時呢
伺服電機可以提供穩定的力矩輸出啊
這就是電流環
那麼速度環以及位置環的話
好理解啊
像這個速度模式
就是通過控制啓動器
輸送給電機的這個脈衝的頻率
就能控制電機呢
它輸出的轉速了
控制伺服電機轉子的旋轉速度啊
精確的控制轉速的範圍
並碼器檢測的就是轉速了
好
那麼位置環呢
就是位置模式通過控制啓動器
輸送給電機的脈衝的數量來控制電機呢
它旋轉的角度
來看一下啊
控制伺服電機轉子位移量
並碼器呢
檢測位移量
那麼基本上啊
在我們做設計時
所有的這種控制場合都會用到這種位置模式啊
好
那再來講一下關於這個PID控制
PID的話
分別是比例
積分以及微分
我們可以叫它增益
或者你可以理解爲啊
對電機的性能進行加強
給電機呢上了一個buff
它是幫助伺服電機去優化這個速度環以及呢
位置環
好
拿一個舉例啊
比如說位置環
我要求的這個轉速呢
是1500轉每分鐘
那麼實際的情況可能是在一個範圍之內進行波動
在1450到1550轉每分鐘之間啊
來回的波動
那麼原因就是因爲負載的變化啊
導致了這個轉速的波動
那麼我們去調這個增益
增益之後的效果是什麼樣子的呢
就是轉速在1490到1500億之間進行波動
那麼波動的範圍要比之前小很多
看一下啊
它增益的作用
就是轉速在1490轉每分鐘的時候呢
加大電流
轉速在1510轉每分鐘的時候呢
剎車確保轉速穩定在1500轉每分鐘左右的樣子
讓這個範圍縮小
那麼速度環其實也是一樣的啊
好
那麼像還有一個問題就是
伺服電機偶爾會出現這種暴震的問題
就是肉眼不可見的這種震動
伴隨着這種嘯叫
高溫
與此同時呢
伺服系動器會暴挫
那麼原因有兩個
第一個就是剛性過大
就是PID增益啊
比較大了
第二個原因就是因爲負載過重
我們來看啊
剛性過大怎麼去理解
剛性啊
和負載不匹配
比如說我們用手去握住一支筆
用很輕的力是能夠握住的
但是別人一拿就拿走了
對吧
那如果說你用很大的力去握住筆啊
大家可以試一下
那麼雖然說能夠握住這個筆
但是手會不自覺地產生震動
這就是剛性和負載不匹配
增益不是越大越好
要合適
那還有種情況就是負載過重了
比如說負載
拿一百斤克舉例
兩百斤
你用全力
用全力去拿住它
手也會不自覺產生震動
這就是負載過大
動力不足的原因
好
那麼總結起來
就是這句話
增益不是越大越好
要合適纔行
好吧
那麼下節課呢
我們來講一道選行計算的這個例題啊
今天就講這麼多
我是雲飛老師
咱們下節課
再見啊

