伺服(Servo)一詞源自希臘的 “Servus”，意為“奴隸”。伺服是運動(dòng)控制系統中的重要術(shù)語(yǔ)，指運動(dòng)控制系統中的執行機構像奴隸一樣，跟隨外部指令忠實(shí)的執行人們所期望的運動(dòng)，運動(dòng)要素主要包括位置、速度、加速度和力矩或扭矩。

　　伺服系統是隨動(dòng)系統的一種，當被控量是位置或位置的導數（速度、加速度）時(shí)，隨動(dòng)系統稱(chēng)為伺服系統。

　　GB/T 16439 2009交流伺服系統通用技術(shù)條件相關(guān)定義

　　交流伺服系統（AC sevo system）

　　以交流伺服電動(dòng)機作為執行元件，使物體的位置/角度、速度、加速度或轉矩等狀態(tài)變量能夠跟隨輸入控制信號目標值（或給定值）任意變化的自動(dòng)控制系統。

　　交流伺服系統由交流伺服驅動(dòng)器、交流伺服電動(dòng)機和傳感三個(gè)部分組成。

　　交流伺服驅動(dòng)器按其控制電路和軟件的實(shí)現方式可分為模擬量控制、數字模擬混合控制和全數字化控制。

　　交流伺服系統按其所用的電動(dòng)機可分為：異步電動(dòng)機伺服系統和永磁同步電動(dòng)機伺服系統。

　　交流伺服控制系統按照控制方式可分為位置控制伺服系統、速度控制伺服系統和轉矩控制伺服系統。

　　伺服系統由伺服驅動(dòng)器，和伺服電機及相關(guān)傳感測試裝置構成，圖1為伺服控制系統的典型構成原理。

圖1．伺服系統典型構成

1、正反轉速差率

2、轉速調整率

　　伺服系統在額定轉速條件下，僅電源電壓變化，或僅環(huán)境溫度變化，或僅負載變化，電動(dòng)機的平均轉速變化值與額定轉速的百分比分別叫做電壓變化的轉速調整率、溫度變化的轉速調整率、負載變化的轉速調整率。按式（2）計算轉速調整率。

　　?n= (|n_i-n_N |)/n_N ×100%   i=1,2…………（2）

3、轉矩波動(dòng)系數

　　伺服系統穩態(tài)運行時(shí)，對電動(dòng)機施加恒定負載，瞬時(shí)轉矩的最大值為T(mén)_max，最小是為T(mén)_min，則轉矩波動(dòng)系數K_fT為：

　　K_fT=(T_max-T_min)/(T_max-T_min )×100%…………（3）

　　式中：

　　K_fT——轉矩波動(dòng)系數；

　　T_max——瞬態(tài)轉矩的最大值，N?m；

　　T_min——瞬態(tài)轉矩的最小值，N?m。

3、轉速波動(dòng)系數

　　伺服系統穩態(tài)運行時(shí)，瞬時(shí)轉速的最大值為n_max，則轉速波動(dòng)系數K_fn為：

4、伺服系統調速比

5、頻帶寬度

6、靜態(tài)剛度

　　位置伺服系統處于空載零速工作狀態(tài)，對電動(dòng)機軸端正轉方向和反轉方向施加連續轉矩T0，測量出轉角的偏移量?θ，則靜態(tài)剛度K_s為;

　　K_s=T_0/?θ…………（6）

　　式中：

　　K_s——靜態(tài)剛度，N?m/(′)；

　　T_0——連續轉矩，N?m；

　　?θ——轉角的偏移量，（′）。

7、慣量適應范圍

　　伺服系統在不影響自身穩定性和調速比的前提下所能帶的慣量負載的范圍（一般以電動(dòng)機的轉子慣量的倍數表示）。

8、動(dòng)態(tài)位置跟蹤誤差

　　伺服系統對輸入信號的瞬態(tài)響應過(guò)程中，位置指令值與位置反饋值之差。

9、系統效率

　　電動(dòng)機的輸出機械功率與驅動(dòng)器的輸入有功功率之比。

　　為了適應數字控制系統的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在給定方式上非常相似（如：脈沖信號或數字設定），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異。

　　注：由于伺服電機一般需要與伺服控制器一起構成系統，以下對比中所述的伺服電機的相關(guān)性能，均與控制器有關(guān)。

1、伺服電機的控制精度優(yōu)于步進(jìn)電機

　　兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為3.6°、 1.8°，五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°，某些高性能的步進(jìn)電機步距角可達0.09°；德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°。 

　　伺服電機的控制精度取決于旋轉編碼器。以采用四倍頻技術(shù)的2500線(xiàn)編碼器的電機而言，其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于17位編碼器的伺服電機而言，即其脈沖當量為360°/131072≈0.003°（約10″）。

2、伺服電機低速特性?xún)?yōu)于步進(jìn)電機

　　步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。伺服電機在低速時(shí)仍能平穩運行。

3、伺服電機的矩頻特性?xún)?yōu)于步進(jìn)電機

　　步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以?xún)?，可?shí)現恒轉矩控制，在額定轉速以上實(shí)現恒功率控制。

4、伺服電機的過(guò)載能力優(yōu)于步進(jìn)電機

　　步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的超速或過(guò)轉矩能力。其最大轉矩可達到額定轉矩的三倍甚至更高。

5、伺服電機的運行性能優(yōu)于步進(jìn)電機

　　步進(jìn)電機一般采用開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大時(shí)易出現丟步或堵轉的現象；停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。伺服電機一般采用閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，不會(huì )出現丟步或過(guò)沖現象，控制性能更為可靠。

6、伺服電機響應速度優(yōu)于步進(jìn)電機

　　步進(jìn)電機從靜止到額定轉速（一般幾百轉每分）一般需要幾百毫秒。交流伺服電機從靜止加速到其額定轉速（如：3000轉每分）僅需幾毫秒。

　　綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。然而，對于要求不高的伺服系統，也可以作為選用步進(jìn)電機作為執行機構。