在機電一體化產品中，常常要求對執行機構的運動速度和位置加以控制往歸結為對驅動機構運動的Ac伺服電動機進行速度和位置控制。下面，Ac伺服電動機的控制技術來說明實際應用中經常遇到的若干個基本概念。
1．伺服系統通常要采用全閉環控制與半閉環控制的結構形式
位置指令表示要求Ac伺服電動機驅動的機構所期望達到的位置目標值的實際值由位置傳感器來檢測。如果位置檢測器能直接檢測出運動機構的位把位置信息反饋到輸入端和位置指令進行比較，將其差值進行放大，控制A電動機轉矩，并控制位置向目標點移動，這樣的閉環控制在工程上常稱為全
制。如果位置檢測器安裝在Ac伺服電動機軸上，通過檢測電動機軸的角位接地反映出運動機構的實際位置，這種方式構成的閉環控制，通常稱為半制，如圖2—8所示．
應該強調指出，不管全閉環控制還是半閉環控制，都屬于閉環控制系統別僅在于位置和速度傳感器安裝在伺服運動鏈上的位置不同而已。
為了在伺服系統中獲得高精度的控制品質，****能直接檢測伺服機構能置和實際速度，并作為反饋信息送入到系統的輸入端與指令值進行比較。上，在執行機構裝置的前端上安裝位置和速度檢測器是困難的。另外，連接AC伺服電動機的機械耦合器、變速機構、旋轉軸等是否連接得很好，摩擦阻力的變化等復雜因素，也可能使伺服系統的穩定性變壞。因此，在實際中，大都在Ac伺服電
動機軸的非負載側安裝位置和速度檢測器，取得反饋信息，構成半閉環控制。反饋信息檢測點到實際執行機構之間的位置與速度就依靠機械裝置本身的精度來保證了。
對伺服系統來說，對其控制品質的要求主要有以下三個方面：
1)控制精度：輸出量是否控制在目標值所允許的誤差范圍內?
2)快速性：輸出量是否快速而準確地響應控制命令?響應速度、跟蹤控制命令的能力如何?
3)穩定性：伺服系統是否穩定?穩定是控制系統正常工作的前提。
下面就此進行較為詳細的討論。
2。控制精度
控制精度體現了伺服系統的輸入信號對輸出量的控制能力。這可以從靜態和動態兩個方面加以研究。所謂的靜態控制精度是指輸出量跟蹤控制指令的過渡過程結束后進入穩態，在輸出量和控制指令間所存在的恒定偏差。用這個偏差的大小來衡量系統進入穩態后的控制能力，如圖2—9所示。
在圖2一10中所示的閉環偏差控制框圖中，表明靜態控制精度高與低的控制誤差e可由下式求得
式中，xr為變量X的指令信號；x0為變量x的輸出信號。
輸出信號為
式中K為放大器增益。
因此，控制誤差為
由式(2—38)可知，隨著增益K的增大，誤差e不斷減小。當放大器的增益為無限大時，控制誤差e=0。為了使控制誤差為0，通常是在控制回路中設置積分控制因素。雖然利用放大器的增益可以解決控制誤差問題，但由于機械部分的耦合存在間隙和摩擦阻力，在半閉環控制結構時，沒有包含在閉環之內，故也將產生輸出誤差，所以，半閉環外的機械部件應具有相當高的精度，才能保證最終端的輸出誤差控制在所允許的范圍內。
另一方面，當給出控制指令時，由于被控系統具有電磁慣性和機械慣性，以及摩擦阻力、間隙等因素存在，往往輸出信號要落后于輸入指令信號，輸出信號不能及時追蹤到完全符合輸入信號，因而存在所謂的動態控制精度(跟蹤誤差)問題在動態跟蹤過程中，輸出信號偏離輸入信號的程度就用動態控制精度來度量。它并不是恒定量，在起動初期可能偏差較大，達到指令后還可能產生較大的超調。在實際運行中，要求控制這種動態誤差不要太大。
3．響應特性
系統在輸入單位階躍信號時，輸出量的響應過程如圖2—11所示。動態響應隨系統的阻尼情況不同而變化。曲線l表示系統的響應較快，曲線2表示系統的響應較慢。一般地說，當系統的響應很快時，系統的穩定性將變壞，甚至可能產生振蕩.在設計Ac伺服系統時，應該特別注意。
4.穩定性
系統穩定是一個系統正常工作的前提。當一個閉環控制系統施加階躍指令時，系統產生的輸出響應可能有如圖2—12所示的幾種情況輸出響應的狀態由控制系統的結構和參數所決定。當增益高、控制延遲大時，系統的輸出響應就容易發生振蕩。在最壞的情況下，振蕩將發展到發散狀態，如圖2一12e。一般要求輸出響應如圖2一12c曲線那樣，經過短暫的小幅度振蕩很快就衰減下來；并準確地跟蹤目標值進入穩態運行。
上面討論了Ac伺服電動機速度控制系統在階躍輸入指令的作用下系統的輸出相應。階躍輸入指令信號含有非常多的頻率分量，輸出是最不容易很好響應的。現在，當AC伺服電動機速度控制系統加入單一頻率的正弦波控制指令時，按照輸出相應跟蹤輸入指令的原理，其輸出響應也同樣應該是正弦波，如圖2—13所示。
由圖可見，相對系統的輸入正弦波來說，輸出響應的正弦波在幅值和相位方面都發生了變化，而兩者的頻率相等。輸出響應和輸入指令的這種關系可以用頻率特性來描述，它是由系統的參數決定的。在某些應用中，為了提高伺服系統的快速性****能實現輸出和輸入之間的零相位跟蹤，并且不希望幅值受到衰減，這需要采用特殊的控制方法才能近似實現。
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