伺服電機工作原理

伺服電機是一種具有反饋控制的直流電機。其工作原理是通過感測器測量輸出軸的位置或速度，並將此資訊與設定值進行比較，然後根據比較結果調整電機的控制訊號，以使輸出軸按照設定值運動。

具體來說，伺服電機系統主要由電機、編碼器、控制器和功率放大器組成。

1. 電機：伺服電機常用的是直流電機，其轉子上有電刷與電刷槽相接觸，通過電刷與電機的電樞進行電流通路的切換，從而改變磁極的極性，推動轉子轉動。

2. 編碼器：編碼器是一種用於測量電機輸出位置或速度的裝置。常見的有絕對值編碼器和增量值編碼器。絕對值編碼器可以直接讀取輸出軸的位置資訊，而增量編碼器只能讀取位置變化的增量。編碼器將測量到的位置或速度資訊反饋給控制器。

3. 控制器：控制器是伺服電機系統的核心部分。其主要功能是接收編碼器傳回的反饋訊號，與設定值進行比較，計算出控制訊號，然後將控制訊號傳送給功率放大器。一般控制器採用PID控制演算法來調整控制訊號，以使輸出軸穩定在設定值附近。

4. 功率放大器：功率放大器將控制器輸出的低電壓訊號放大為高電壓、大電流的訊號，以供電機驅動。

綜上所述，伺服電機通過不斷測量和調整，使輸出軸保持在設定值附近，實現了精確控制和定位的功能。