运动机器人电机控制系统原理

　　

伺服电机是机器人应用中常见的一种电机，其基本控制原理是利用控制回路、结合必要的电机反馈，从而协助电机进入所需的状态，如位置与速度等。由于伺服电机必须通过控制回路了解目前状态，因此其稳定性高于步进电机。

　　伺服电机有不同种类——带刷式与无刷式。有刷伺服电机与无刷伺服电机之间的差异在于其通讯机制。伺服电机的工作原理是根据反向磁力，进而移动或建立转矩。最简单的例子有固定磁场与旋转磁场。只要改变流过磁场的电流方向，即可变更磁极，并让磁极(转子)开始旋转。变更线圈的电流方向，即所谓的“换相”(commutation)。

有刷伺服电机

　　有刷伺服电机(brushed

motor)的控制原理即是通过机械式电刷，改变电机线圈中的电流。由于有刷电机能改变流入的电流方向，因此可由直流电源(DC)供电。

　　电机机壳即具有场磁铁(Field

magnet)，即定子(Stator)

　　转子(Rotor)是由线圈所构成，中间具有铁制核心，并连接至电流变换器

　　电刷则接触电流变换器，将电流导入线圈中。在使用一段时间之后，电刷即可能磨耗并对系统产生摩擦力;但在无刷伺服电机中则不会发生此种情况。

　　无刷伺服电机

　　大多数的无刷伺服电机均使用交流电源(AC)。无刷伺服电机的控制原理是将铁制核心置于外部。当转子成为暂时性的磁铁，定子则成为绕铁线圈。外部电路的电流将会在既定的转子位置进行反转。所以，此款伺服电机是由交流电所驱动的。当然亦有无刷DC伺服电机。这些电机一般均具备某些电子切换电路，可针对流入的DC进行变换。无刷伺服电机的价位较高，但较无磨损问题。

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