Ac伺服電動機在l業自動化領域的運動控制中扮演r一個十分重要的角色隨著應用場合的不同．對Ac伺服電動機的控制性能要求也不盡相同。因而在實際應用中，Ac伺服電動機有各種不同的控制形式。
從被控制量來說，這些控制形式主要有：轉矩控制／電流控制；速度控制；位置控制。
1. 轉矩控制／電流控制
有些負載，例如螺栓擰緊機構．只需要Ac伺服電動機提供必要的緊固力，根據需要緊固力的大小來決定伺服電動機的轉矩控制和轉矩限制，而對伺服電動機的速度和位置是沒有要求的。在這種應應用場合，就應該采用轉矩控制形式。又由于在AC伺服系統中，Ac電動機的永磁轉，磁極位置通過位置傳感器測量出來，以此信號作為電流控制的依據，從而實現磁場和屯流兩者的正交控制。在這種情況下，Ac伺服電動機所產生的電磁轉矩與電樞電流成正比，故轉矩控制實際上也就是電流控制：
2 速度控制
在速度控制形式中，是要求對Ac伺服電動機在各種運行狀態f、的速度加以控，制，以滿足負載的工作要求，這是應用范圍很廣的一種控制形式。
Ac伺服電動機所產生的電磁轉矩只有比負載轉矩還大，才能使電動機及其負載實現加速。在Tf=0日寸，電動機的電磁轉矩與負載轉矩之差，即為動態加速轉矩。
Ac伺服Ib動機速度控制系統的速度控制器通常采用比例積分控制規律，對于這樣的速度控制系統動靜態性能的分析，可以采用工程上常用的波德圖：通過繪制系統開環傳遞函數的對數幅頻特性和相頻特性，找出波德圖上的截止頻率wc及過wc點對數幅頻特性斜率和相移角，來評價系統的性能。通常對一個速度控制系統來說要求在wc處有20dB／dec的幅頻特性，相移角滯后量為 140°-165°。wc較高時，系統的輸出響應就較快，反之由于較高頻率通過比較困難，系統的響應自
然也就變慢了。從波德圖上大致可以獲得以下有用的信息：響應日寸問、超調景和對負載擾動的抑制能力(恢復時問和****速降)等：有關這部分內容的詳細淪述請參閱有關文獻，在此小再介紹。
3位置控制
AC伺服電動機位置控制系統，從定位要求來看，最女，將位置傳感器直接安裝在要定位的機械上，實現所謂傘閉環控制。．但在實際上，能夠在被拖動的機械上或在與被拖動機械作相對運動的機械上直接安裝傳感器的情況太少。這是由于小便于安裝而且電特別擔心被拖動機械的振動和變形而對位置控制系統產生不利的影響基于上述情況， 一般在實際應用中多采用半閉環控制方式，將位置傳感器安裝在AC伺服電動機非負載側的一個軸端上過測量AC伺服電動機軸的轉角，來
間接測量被拖動機械的實際位移，從而實現位置伺服控制，目前，應用較普遍的位置傳感器有各類編碼器、旋轉變壓器等
例如，在Ac伺服電動機軸上安裝的位置傳感器每運動一周能產牛N個輸出脈沖 那么 ，電動機轉子的轉角θ和位置傳感器的輸出脈沖數n之間有如下關系
 ’
式中，θ為弧度(rad)。
因此，AC伺服電動機的角位移可由位置傳感器輸出的脈沖數來代表。控制脈沖數，也就控制了電動機的角位移。通過對脈沖個數做加法運算，從而達到控制電動機轉角位移的目的。所以．這種控制方法又稱為增量式位置控制。
若位置傳感器所產生的輸出信號分別對應于Ac伺服電動機的轉子角位移θl，θ2 θ3 ……θn，就可以進行****位置控制。
在增量式控制方式中，電動機轉子角度的增量值正好對應于一個脈沖，在Ac伺服電動機的位置控制系統中，位置控制系統的增益設計應保證系統的位置控制精度在 +—1個脈沖之內。顯然，位置(用弧度或脈沖數來表示)是速度(單位為rad／s或pps的積分，或者說速度足位置的微分。
通常 位置控制器采用比例控制規律，為保證位置控制精度和良好的跟蹤性能要求速度環具有足夠高的增益和通頻帶。Ac伺服電動機位置系統的框圖如圖2—14所示。
AC 伺服電動機位置控制系統的輸出響應如圖2一15所示。
在圖2—15a中，曲線l為輸入的階躍位置指令信號，曲線2為實際位置圖2—15c中曲線3為角速度信號。在圖2—15b中，位置指令信號為一時間要求Ac伺服電動機系統的實際位置能很好地跟蹤位置指令的變化，兩者之間位置跟蹤誤差，通常由下式求出
式中，e為位置跟蹤誤差，通常以弧度或脈沖數表示；KP為位置環比例增益為Ac伺服電動機進給時的指令角速度(rad／s或pps)。
在位置控制系統中，控制信號的形式通常有兩種：一種形式是采用位置等數據指令；另一種形式是脈沖列。
數據指令控制方式的位置控制系統框圖如圖2一16所示。
由cPu或數碼開關等生成的位置指令或控制信息送人到控制器作為位置指令，并存入寄存器，寄存器所存的位置指令值輸入到減法計數器，與Ac伺服電動機當前的實際位置相比較，其差值再送到D／A變換器，D／A的輸出作為Ac伺服電動機的模擬速度指令。在速度指令的作用下，Ac伺服電動機旋轉。當伺服電動機的實際位置越接近指令位置時，減法計數器和D／A變換器的輸出也隨之變小，一直使電動機旋轉到實際位置和指令位置一致時，才停止運動。
以脈沖列作為控制信號的位置控制系統框圖如圖2 -17表示。
下面說明用脈沖列產生數字指令的原理。脈沖列包含兩個含義：①脈沖數；②單位時間內的脈沖數。脈沖數相當于Ac伺服電動機的旋轉角度，單位時間內的脈沖數相當于Ac伺服電動機的旋轉角速度。由于脈沖列本身無法指明旋轉方向。所以，把這個指明運行方向的極性信號和脈沖列一同送入控制部分中去，來控制Ac伺服電動機的速度和轉角。脈沖列的控制指令值輸入偏差計數器(可逆計數器)進行累計計數，其累計的計數值送人D／A轉換器而構成Ac伺服電動機的速度指令，伺服電動機按此速度指令旋轉。于是，安裝在伺服電動機軸上的旋轉變壓器便產生反映電動機實際位置的脈沖列，并以反饋的形式送入偏差計數器。可逆計數器將位置脈沖列指令與位置反饋脈沖列之差值進行計數，計數器內所積存的脈沖就是所謂的偏差脈沖存積量。這個脈沖存積量由D／A轉換器輸出就作為速度指令驅動電動機旋轉。當輸入計數器的控制脈沖指令停止發送時，可逆計數器內存積的脈沖將慢慢減少，直到存積量減少到零時，電動機停轉，也就是達到了預定位置。
Ac伺服電動機的旋轉速度與可逆汁數器內存積的偏差脈沖數之間的關系如圖2一18所示。
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