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機械社區(qū)

標(biāo)題: 閉環(huán)步進電機與伺服電機對比 [打印本頁]

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 10:45
標(biāo)題: 閉環(huán)步進電機與伺服電機對比
網(wǎng)上看到的帖子，各位大神從技術(shù)角度鑒定一下是否完全屬實。

伺服電機是被現(xiàn)在的工程師們所推崇和津津樂道的，提到運動控制不談伺服電機幾乎不可想象，工程師們癡迷于伺服電機的閉環(huán)控制，沉醉于高響應(yīng)和高速性及高精度的優(yōu)點，真正地“三高”。但是，正所謂尺有所短，寸有所長，伺服電機也有它不可避免的如下缺陷：
1. 無法靜止：由于采用閉環(huán)控制，伺服電機本身結(jié)構(gòu)和電機的特性決定，伺服電機在停止時無法絕對靜止，在負(fù)載擾動小或者伺服電機的參數(shù)調(diào)試良好的情況下，伺服電機始終在正負(fù)1個脈沖之間波動（可以通過觀察伺服驅(qū)動器上關(guān)于編碼器位置的數(shù)值，它一直在正負(fù)1之間波動）。在圖像處理場合這就是一個影響精度的因素。
2. 過沖：在由高速轉(zhuǎn)為低速或者靜止時，不可避免地要過沖一段距離，然后在糾正回來。當(dāng)控制器發(fā)一個脈沖給伺服電機時，伺服電機往往不是走一個脈沖，而是走3個脈沖，然后在回退2個脈沖。這對那些需要一個脈沖一個脈沖運動的場合，絕對不允許過沖的場合時致命的。
3. 調(diào)試復(fù)雜：伺服驅(qū)動器內(nèi)動輒上百個參數(shù)，使用說明書幾百頁，著實讓新手發(fā)怵；更換一個品牌的伺服電機，也會讓老手著實頭痛。這也為售后服務(wù)和維修帶來了大量的工作。
4. 低速蠕動：在低速時伺服電機的運行會出現(xiàn)蠕動或者稱之為爬行。
而閉環(huán)步進電機就完美地解決了以上問題。

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首先，閉環(huán)步進電機由于是電機的本體是步進電機，在靜止時是絕對靜止不動的。
其次，閉環(huán)步進電機由于結(jié)合了步進電機的特點和伺服的控制方式，所以不會過沖（因為步進電機的特點就是不會過沖）。
第三，調(diào)試和使用非常簡單，只需要調(diào)節(jié)驅(qū)動器的3個電位器的位置，不僅設(shè)備制造商可以使用，而且設(shè)備使用商也可以使用，對使用者的要求極低。

作者: Lixinwu 時間: 2017-3-7 11:12
為什么沒有推廣應(yīng)用呢?

作者: 鑫森淼炎垚 時間: 2017-3-7 11:44
說的對。

作者: 受不了了 時間: 2017-3-7 11:49
就該淘汰的落后產(chǎn)品，又拿來忽悠人

作者: 陳小困 時間: 2017-3-7 11:50
照你這么說，那數(shù)控機床不用玩了

作者: 702736 時間: 2017-3-7 12:48
高速高精度過沖都會有。
各有優(yōu)勢，沒看到誰要過時。

作者: 我就是我212 時間: 2017-3-7 14:00
學(xué)習(xí)了

作者: footleft 時間: 2017-3-7 14:14
控制理論早就都還給老師了，但是實在是不明白既然都是閉環(huán)控制，為什么從高速到低速一個會“過沖”，一個為什么不會。

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 14:35

footleft 發(fā)表于 2017-3-7 14:14
控制理論早就都還給老師了，但是實在是不明白既然都是閉環(huán)控制，為什么從高速到低速一個會“過沖” ...

伺服和步進的電機結(jié)構(gòu)和運動原理不一樣吧

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 14:45

Lixinwu 發(fā)表于 2017-3-7 11:12
為什么沒有推廣應(yīng)用呢?

步進高速的時候扭矩下降太快所以不適合在很多場合使用了吧。

作者: footleft 時間: 2017-3-7 15:09

894628281 發(fā)表于 2017-3-7 14:35
伺服和步進的電機結(jié)構(gòu)和運動原理不一樣吧

不是具體執(zhí)行結(jié)構(gòu)的問題，而是閉環(huán)控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“不能一步到位，總要超過一點，再倒回來一點，就這么SB”。附圖是網(wǎng)上隨便找的。
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作者: 未來第一站 時間: 2017-3-7 15:28
矯情

作者: 894628281 時間: 2017-3-7 15:48

footleft 發(fā)表于 2017-3-7 15:09
不是具體執(zhí)行結(jié)構(gòu)的問題，而是閉環(huán)控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“ ...

貌似在實際應(yīng)用中，伺服控制器上的脈沖數(shù)確實是很難完全在零位停止，沒有任何脈沖波動？是負(fù)載的干擾還是其他信號干擾？

作者: yancnc 時間: 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環(huán)步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小于步進電機，慣量也一樣，
3.伺服電機的額定轉(zhuǎn)速要遠(yuǎn)大于步進電機小慣量伺服額定轉(zhuǎn)速是3000r/min，步進電機一般不要超過700r/min
總而言之，伺服電機用于精度高速度快的場合，要發(fā)揮出它的速度和精度優(yōu)勢，比如絲桿傳動（絲桿的精度要高于同步帶精度）
步進電機用于速度慢精度低的場合：比如電機帶動同步帶輪，把同步帶轉(zhuǎn)換成直線運動。

作者: 希傲 時間: 2017-3-7 18:33
最近剛買了一套86型的閉環(huán)步進電機，
測試與以前玩過的伺服電機進行對比，
區(qū)別就是步進電機鎖定效果比伺服好，
但高速的時候快速停止時仍然會過沖，
所以樓主講的第二條還需要再行斟酌。

作者: 馬阿貴 時間: 2017-3-7 18:45

不錯的議論

作者: 龍游大海 時間: 2017-3-7 19:22
成本低是優(yōu)勢

作者: 禾木工匠 時間: 2017-3-7 19:25
收藏，大神們討論，樓主的我認(rèn)為是有些道理。

作者: oldpipe 時間: 2017-3-7 22:30
過沖和丟步是同一個力學(xué)問題的不同表現(xiàn)。只談過沖，不說丟步，這個論述至少不完整。

作者: 702736 時間: 2017-3-8 08:40

oldpipe 發(fā)表于 2017-3-7 22:30
過沖和丟步是同一個力學(xué)問題的不同表現(xiàn)。只談過沖，不說丟步，這個論述至少不完整。

閉環(huán)解決了丟步問題

作者: 702736 時間: 2017-3-8 08:43

footleft 發(fā)表于 2017-3-7 15:09
不是具體執(zhí)行結(jié)構(gòu)的問題，而是閉環(huán)控制理論的問題：雖然都還給老師，但清楚的記得睡在我上鋪一句話“ ...

這是傳統(tǒng)的PID，現(xiàn)代技術(shù)早已有新的了

作者: 老狼_123 時間: 2017-3-8 09:25

702736 發(fā)表于 2017-3-8 08:40
閉環(huán)解決了丟步問題

閉環(huán)步進電機還是沒法解決丟步問題，閉環(huán)的控制策略是一旦發(fā)現(xiàn)丟步了，然后補充脈沖讓步進電機回到應(yīng)到的位置，但在阻力不變的情況下，補充脈沖后，電機還是走不動；但閉環(huán)的好處是一旦移除了阻力，那電機就會走到系統(tǒng)需要的位置。。

作者: 702736 時間: 2017-3-8 09:29

老狼_123 發(fā)表于 2017-3-8 09:25
閉環(huán)步進電機還是沒法解決丟步問題，閉環(huán)的控制策略是一旦發(fā)現(xiàn)丟步了，然后補充脈沖讓步進電機回到應(yīng)到的 ...

這是功率不匹配的問題了。另說

作者: universal 時間: 2017-3-8 11:36
誰告訴你步進電機是絕對不動了，解釋一下丟步是怎么回事。過沖比較規(guī)范的說法叫超調(diào)，而超調(diào)量是可以通過修改參數(shù)控制的，實際中也存在不允許超調(diào)的系統(tǒng)。

作者: 894628281 時間: 2017-3-8 14:03

龍游大海發(fā)表于 2017-3-7 19:22
成本低是優(yōu)勢

看了一下東方馬達的步進也不便宜哦，相比其一些伺服來說還貴一些。我想這么貴還存在必然有他存在的理由吧？
馬達單品的也要4~5千比一般的伺服還貴一些吧？

(, 下載次數(shù): 96) (, 下載次數(shù): 86)

作者: 894628281 時間: 2017-3-8 14:04

894628281 發(fā)表于 2017-3-8 14:03
看了一下東方馬達的步進也不便宜哦，相比其一些伺服來說還貴一些。我想這么貴還存在必然有他存在的理由吧 ...

以上為東方馬達的步進電機

作者: lgliang_429 時間: 2017-3-8 17:28
樓主在紙上談兵了。伺服和步進性能涉及的參數(shù)有好幾個，不是簡單的拿幾個圖來說明他們的特性的不同之處。

作者: 玉均 時間: 2017-3-8 22:58
以前聽東方馬達的說過是步進精度比伺服高，但主在那里現(xiàn)在也弄不清。

作者: 894628281 時間: 2017-3-9 09:22

lgliang_429 發(fā)表于 2017-3-8 17:28
樓主在紙上談兵了。伺服和步進性能涉及的參數(shù)有好幾個，不是簡單的拿幾個圖來說明他們的特性的不同之處。

其實主要是想討論一下，閉環(huán)步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環(huán)步進比伺服更有優(yōu)勢？
主要原因還是樓主在的這個行業(yè)（光通信）大多設(shè)備都是用到高精度的步進電機而不是表面上絕對比步進有優(yōu)勢的伺服電機~

補充內(nèi)容 (2017-4-7 17:32):
光通訊行業(yè)中做光學(xué)耦合需要極高的精度及分辨率，大一點的設(shè)備都是用大理石或者花崗巖機架。
不用普通伺服的原因也是因為在實際使用過程中伺服的震蕩會對光路耦合有很大影響。
所以設(shè)備一般用步進電機或者直線電機

作者: 702736 時間: 2017-3-9 10:04

894628281 發(fā)表于 2017-3-9 09:22
其實主要是想討論一下，閉環(huán)步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環(huán)步進比伺服更有優(yōu)勢？
主要 ...

小功率的閉環(huán)步進有價格的絕對優(yōu)勢

作者: 894628281 時間: 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結(jié)在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式：水平面運動
負(fù)載：小于1kg （60mm*60mm*60mm）
需求速度：無特別需求，20mm/s左右
重復(fù)定位精度：1um
分辨率：0.1um（重要參數(shù)）
停止時最大允許擺動量：0.01um（由于電機每走一步會使用光功率計來檢測光功率變化值，所以此條參數(shù)很重要）

作者: universal 時間: 2017-3-9 10:50

702736 發(fā)表于 2017-3-8 08:43
這是傳統(tǒng)的PID，現(xiàn)代技術(shù)早已有新的了

一看您也不懂自動控制，PID那是為了非專業(yè)人士方便用的

作者: Miles_chen 時間: 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環(huán)步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于伺服的震蕩問題，不是完全靜止的。
我用的比較多的是 fashtech的閉環(huán)步進。

作者: very0717 時間: 2017-4-1 13:00
對閉環(huán)步進，脈沖及精度，我也不怎么了解。
只是說精度低用步進，精度高用伺服。

作者: Miles_chen 時間: 2017-4-1 14:16

Miles_chen 發(fā)表于 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環(huán)步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于 ...

韓國棒子的~

作者: Ghostbeing 時間: 2017-4-1 16:00

yancnc 發(fā)表于 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環(huán)步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小 ...

居然看到大神回帖，看來沒有被累死

作者: 馬阿貴 時間: 2017-4-12 11:47

兩代產(chǎn)品

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:18
樓主的發(fā)帖很不錯，我也看完了大家的全部探討，本人是做反饋原件的，對于這個探討我們是否可以將電機和反饋元件分開來做思考，就是閉環(huán)步進電機與伺服電機的電機部分簡單粗暴的做比較，不去考慮反饋元件對整個電機性能的影響。電機做完比較在回歸到整個運動控制系統(tǒng)中，同樣都加上反饋元件，然后再判斷兩個系統(tǒng)的優(yōu)劣勢。我想大家在結(jié)合實際設(shè)備需求的過程中就可以比較好的選擇哪一個系統(tǒng)，這是我的思考這個問題的思路，當(dāng)然我沒法告訴大家該用哪個系統(tǒng)。最后大家需要反饋元件可以給我留言，謝謝大家

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:25
樓主的發(fā)帖很不錯，我也看完了大家的全部探討，本人是做反饋原件的，對于這個探討我們是否可以將電機和反饋元件分開來做思考，就是閉環(huán)步進電機與伺服電機的電機部分簡單粗暴的做比較，不去考慮反饋元件對整個電機性能的影響。電機做完比較在回歸到整個運動控制系統(tǒng)中，同樣都加上反饋元件，然后再判斷兩個系統(tǒng)的優(yōu)劣勢。我想大家在結(jié)合實際設(shè)備需求的過程中就可以比較好的選擇哪一個系統(tǒng)，這是我的思考這個問題的思路，當(dāng)然我沒法告訴大家該用哪個系統(tǒng)。最后大家需要反饋元件可以給我留言，謝謝大家

作者: jijie2012 時間: 2017-4-23 17:32

894628281 發(fā)表于 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結(jié)在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式： ...

樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特別想給樓主嘗試用下我們的反饋元件，分辨率最大0.2μm，重復(fù)定位精度1μm

作者: 蔡皓618 時間: 2017-4-27 13:58
看起來很有道理。
不過如果某些場合真適合用，那這些步進的供應(yīng)商應(yīng)該多去企業(yè)做宣貫和推廣，不然，工程師也不是神仙，不可能什么都知道。

作者: 機械白癡YY 時間: 2017-6-10 20:23
好東西

作者: yancnc 時間: 2017-6-18 21:17

Ghostbeing 發(fā)表于 2017-4-1 16:00
居然看到大神回帖，看來沒有被累死

大師好！

作者: mutong_124 時間: 2017-8-7 20:27
樓主怎么不把閉環(huán)步進資料分享一下啊

作者: 偶哈 時間: 2017-9-8 10:14
看大神們討論，小弟看看學(xué)學(xué)

作者: 狼之翼lucifer 時間: 2017-9-30 16:28

作者: mouse6 時間: 2017-10-16 10:20
發(fā)現(xiàn)竟然是個13年的帖子一直討論到現(xiàn)在，那我也閑扯幾句，先把步進、伺服、混合步進伺服這3個要分開
伺服對我來說的優(yōu)點在于可以用他的高轉(zhuǎn)速搭配各種減速器實現(xiàn)高度高精度與大扭矩，否則伺服那點扭矩實在不夠看的，伺服搭配RV之后堪稱神器。并且伺服的控制器一般帶電流檢測，可以通過電流和物理模型反推負(fù)載或碰撞，是個加分項
步進的優(yōu)點也多的是，首推的是無敵的性價比，其次是開環(huán)自帶高分辨率，再次就是定位時自動補充電流。但是高分辨率也是需要帶引號的，因為每步不是平分的，但是重復(fù)精度卻可以保證。低速時的震動和本身的共振點還有高速時將近70%的扭矩?fù)p失限制他的發(fā)展。
混合其實本質(zhì)只是一個改邪歸正的步進，但還是差點火候，并且沒了性價比這一關(guān)鍵點。

作者: 廣交損友 時間: 2017-11-8 11:14
閉環(huán)式解決了丟步問題步進的過沖確實可以通過合理選型和合理加減速設(shè)定來解決

作者: 智創(chuàng)電機 時間: 2018-4-20 11:27

894628281 發(fā)表于 2017-3-9 10:32
介紹一下樓主對電機的需求信息，這也是樓主為什么會糾結(jié)在絕對停止這個問題上面。。。。。。

運動方式： ...

您好！深圳智創(chuàng)電機有限公司了解一下，主要研發(fā)生產(chǎn)步進伺服電機，也就是閉環(huán)步進電機。根據(jù)你提的電機要求，我們公司是有產(chǎn)品符合您的要求的。而且我們公司也會根據(jù)客戶的需求，定制您需要的的電機。歡迎咨詢：QQ 1613413586

作者: 有道科技 時間: 2018-5-25 21:18
學(xué)習(xí)了，

作者: 漠舞 時間: 2018-5-30 17:59
學(xué)習(xí)了

作者: shenweiguo 時間: 2018-7-28 20:47
謝謝分享

作者: 制造商 時間: 2018-8-1 15:40

702736 發(fā)表于 2017-3-8 08:40
閉環(huán)解決了丟步問題

閉環(huán)解決了丟步卻不能糾正的問題！

作者: 702736 時間: 2018-8-1 16:25

制造商發(fā)表于 2018-8-1 15:40
閉環(huán)解決了丟步卻不能糾正的問題！

是指過頭了沒辦法？

作者: 制造商 時間: 2018-8-1 16:44

702736 發(fā)表于 2018-8-1 16:25
是指過頭了沒辦法？

對，開環(huán)步進電機丟步了就是丟步了，閉環(huán)步進電機在少量丟步情況下可以再一定時間內(nèi)糾正回來，丟步過多或者在一定時間內(nèi)不能糾正回來就會驅(qū)動器報警。

作者: 702736 時間: 2018-8-1 18:48
其實還有電機閉環(huán)和系統(tǒng)閉環(huán)

作者: 智創(chuàng)電機 時間: 2019-2-14 15:07

Miles_chen 發(fā)表于 2017-3-31 09:15
我支持樓主
這兩年我用的也大多是閉環(huán)步進，不用伺服。
和資深的臺灣控制工程師聊過，他的顧慮也是在于 ...

您好，我們是深圳智創(chuàng)電機有限公司，我們公司是做閉環(huán)步進電機的。最初是代理韓國的閉環(huán)步進電機的，如果您有興趣了解我們的產(chǎn)品的話可以與我聯(lián)系！

作者: sy5200 時間: 2019-5-2 10:26
個人意見：伺服電機最大的優(yōu)勢是恒扭矩輸出，步進會隨著轉(zhuǎn)數(shù)力矩下降，對于精度兩者都能達到，步進電機把細(xì)分值調(diào)大精度不閉伺服差，步進還有一個天然的優(yōu)勢，沒有累計誤差！

作者: 星幽孤魂 時間: 2019-10-18 18:10
好貼

作者: chenbing1971 時間: 2019-10-24 10:10
不錯，學(xué)習(xí)下

作者: 蹩腳老中醫(yī) 時間: 2021-2-21 22:18

jijie2012 發(fā)表于 2017-4-23 17:32
樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特 ...

可以認(rèn)識一下嗎

作者: ww550334020 時間: 2021-2-27 09:10

sy5200 發(fā)表于 2019-5-2 10:26
個人意見：伺服電機最大的優(yōu)勢是恒扭矩輸出，步進會隨著轉(zhuǎn)數(shù)力矩下降，對于精度兩者都能達到，步進電機把細(xì) ...

現(xiàn)階段也有公司在做步進電機的力矩控制，精度當(dāng)然不能跟伺服電機比，但我覺得“步進會隨著轉(zhuǎn)數(shù)力矩下降”只是兩種類型電機比較的表象，根本上是兩種電機的轉(zhuǎn)速范圍不一樣，讓步進電機到3000轉(zhuǎn)有點強人所難了，反倒是低速下步進電機更有優(yōu)勢，而且價格便宜。

作者: wgary 時間: 2021-10-31 23:37

jijie2012 發(fā)表于 2017-4-23 17:32
樓主的定位要求確實高，前段時間剛做了一個與步進電機搭配的案子，分辨率1μm，給一個脈沖走一個脈沖，特 ...

請問是什么反饋元件？是磁編碼器嗎？

作者: 好學(xué)2008 時間: 2021-11-18 08:42
學(xué)習(xí)了

作者: hxglty 時間: 2021-12-26 12:41

yancnc 發(fā)表于 2017-3-7 17:53
1.相對而言伺服電機的精度要高于閉環(huán)步進電機,相同點都不會丟步。
2.同尺寸的電機，伺服電機的扭力一定小 ...

伺服和閉環(huán)的步進電機不是不會丟步，只是在不過載就不會丟步，過載都會丟步，只是丟的時候編碼器知道，然后給PLC發(fā)出報警信號停機

作者: z424385518 時間: 2022-1-19 15:58

894628281 發(fā)表于 2017-3-9 09:22
其實主要是想討論一下，閉環(huán)步進存在的價值在那里？有哪些特定場合使用閉環(huán)步進比伺服更有優(yōu)勢？
主要 ...

我跟樓主一樣也是光通信行業(yè)，廠里用的馬達一般都是高精度步進電機?？戳耸芤娣藴\

作者: 尹志春 時間: 2022-2-24 23:19
步進就是步進，閉環(huán)，真能扯，先搞清楚步進的工作原理再說，步進必須按步走，每步有5%的誤差，

作者: 翰林飛狐0921 時間: 2025-5-17 17:36
好帖，怎么沒有一直討論下去了

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