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德国倍福电气有限公司上海代表处
运动控制事业部经理 朱凯先生
2004年，中国整体伺服市场销售额达到9.8亿人民币。伺服系统在加工机械、FA机械、医疗机械、机器人、自动组装线、半导体制造、部件组装和纺织机械上得到了广泛的应用。随着中国从制造业大国迈向制造业强国的进程和全数字式交流永磁伺服系统的性能价格比逐步提高，AC伺服系统作为控制电机类高档精密部件，其市场需求将稳步增长。
新一代开放式、网络化和智能化的控制系统正在得到广泛的应用，这要求要加快实现高性能全数字伺服系统的产业化进程。AC伺服系统当前的发展趋势：（1）高度集成化。使用单一、多功能的控制单元，通过软件的简单设置就可以实现伺服系统的位置控制、速度控制功能。伺服系统可以使用电机本身配置的反馈单元构成半闭环的控制系统，也可以通过接口与外部的反馈单元连接构成高精度的全闭环控制系统；（2）智能化。智能化是指伺服系统作为一种全数字化的控制单元通常都具有参数设置功能、故障自诊断功能和参数自整定功能；（3）模块化和网络化。随着现场总线技术和开放式控制技术的发展，采用现场总线接口的模块化产品得到了广泛的运用。
Beckhoff作为开放式控制系统的领导厂商，对于有特殊技术和成本要求的典型行业客户可以提供开放式全软件的控制系统解决方案。开放式的控制软件和全数字AC伺服电机的结合保证了控制系统的开放性和柔性。从而一方面保障了控制系统的可靠性；另外一方面也能够对于行业客户的特殊工艺要求实现快速开发。
直流 VS 交流——共存与统一
北京和利时电机技术有限公司副总经理 王健先生
要谈伺服控制，首先得从电机控制方式说起。电机控制一般可以分为传动控制（调速）和运动控制。传动主要是起到调速和节能的作用，而运动控制则适应于精确的速度、位置、扭矩等三个参数变量的组合控制。
无论是调速还是运动伺服控制，由于直流（DC）电机的励磁电流和电枢电流可以分别独立线性调节，其解耦调节特性是最大的优点，因此简单可靠、成本低、性能高，长期以来一直是广大用户的首选。DC电机固有的电刷带来一系列问题，使得人们一直希望能够开发无电刷的电机并用于高性能控制，现在的交流伺服电机本质上就是无刷的。交流（AC）电机尤其是异步电机控制非常复杂，具有强耦合、非线性的特性，高性能应用收到局限。然而随着20世纪80年代矢量控制算法得以突破，开始能够实现解耦控制，近些年发展越来越快。相对于DC电机，AC电机的优势也是显而易见的，如免维护、成本低，其控制性能正在赶上并超越传统的DC电机。但是，在某些特定场合，DC电机仍然具有其优势。因此在相当长的一段时期内，DC与AC将共存下去。
目前来看，伺服控制中用得最多的当属永磁同步AC电机。它又可分为正弦波永磁同步电机（主要用于中小功率的高精度定位）和方波永磁同步电机。而后者借鉴了DC电机的控制方式，通过调压来调速，也可用于简单定位，即所谓的无刷直流电机。近来，统一采用正弦波永磁电机已经成为一种趋势，根据性能的高低，选择不同的反馈传感元件，并配合不同控制性能的驱动。不难看出，电机的设计正在趋向融合与统一，交流伺服与无刷直流从电机本身来看，界限会逐渐淡化。而三相永磁同步电机和异步电机从控制的角度来说，也可以统一起来。因此，无刷直流、交流同步伺服、异步伺服等最终的差异，将更多地体现在反馈和控制器的不同控制方式上面。正因为直流与交流伺服控制的共存与统一，为此，和利时电机同时提供无刷直流和交流伺服控制电机，从驱动到电机再到控制器和网络，完全进行国内自主研发。
日臻完善的新一代交流伺服电机
贝加莱（B&R）OEM技术部经理 何新锋
DC伺服系统的发展和应用有其历史原因，目前随着更高性能的AC伺服系统的成熟应用，其主要应用领域已经局限在输出功率较大，启动扭矩较大的精度要求较低的应用场合。随着异步电动机构成的AC伺服系统的推广使用，DC伺服系统的应用将进一步减少，最后逐步淘汰。
目前全球越来越多的伺服系统供应商将原有的硬件伺服控制模式发展为软件伺服控制模式或硬件和软件相结合的模式。伺服驱动器内部高速DSP处理器的使用，推动了各种先进的运动控制算法在新型伺服驱动器上的应用。当前各大伺服系统供应商的研发目标主要集中在系统硬件和系统软件两个方面：对于系统硬件方面的改进主要体现在研发最新的伺服驱动器功率模组，使用功能更强大DSP运算单元，开发和使用新型电机结构，新型磁性材料等等。值得一提的是贝加莱（B&R）ACPOS伺服驱动器率先推出了硬件功能模块化的设计理念，用户可以根据不同的实际应用选择不同的硬件模块来组合。总体来讲系统硬件方面国内外各家厂商之间的差距相对较小，技术也比较透明。而伺服系统软件功能的完善和发展一直是伺服生产厂家门重点关注方向。主要体现在以下几个方面：伺服系统的控制原理在传统的三环PID控制理论的基础上发展为吸收了各种现代运动控制理论的复合控制方案；针对机械行业的需求，电子齿轮，电子凸轮，多轴位置绑定等运动控制软件功能更加完善；伺服系统内嵌了某些高速的PLC功能，可以完成各种高速高精度的控制要求；多轴伺服系统的网络化趋势，具备了高速现场总线功能的伺服越来越成为技术的发展趋势。
新一代交流伺服控制走向分布式
伦茨(上海)机电传动有限公司技术部经理 陈飚先生
中国的入世，经济的迅猛发展，给交流伺服系统市场也带来了勃勃生机，似乎在不经意间，伺服控制成了用户最为青睐的控制产品。交流伺服系统由于控制原理的先进性，成本低、免维护，并且控制特性正在全面超越直流伺服系统，其势必将在绝大多数应用领域代替传统的直流伺服电机。同时，随着国内用户对于高精度、高速度、高稳定性的需求越来越大（据估计，高性能的伺服控制市场每年增长都在20％以上，有些行业甚至达到40％－50％），市场的需求也给交流伺服系统带来了革命性的变化——即智能化、网络化、分布式的新一代交流伺服控制系统。智能化的分布式交流伺服控制系统，直接带来的是更快的实时响应、更高的可靠性和更低的总体成本。以Lenz 9300系列产品为例，其响应周期仅仅只需要1ms，而且多个伺服控制器之间，可以通过SystemBus总线实现点对点的互联，还可以实现与Profibus、Interbus、DeviceNet等总线系统的并行运行。在单轴定位、电子凸轮、精密卷绕等运动控制应用中，具有集中式控制无可比拟的快速响应、精确控制的优势。诚然，大多数其他伺服电机厂商通常采用的集中式控制也有其优势所在。然而，分布与集中的完美结合，理当成为下一代交流伺服控制系统之精髓。
新一代交流伺服控制走向智能化
深圳市步进科技有限公司总经理 唐咚先生
将伺服电机分为交流、直流无刷、直流有刷三类比较合适。直流有刷伺服势必被全面取代，但交流伺服和直流无刷伺服区别却是很小，日本称交流伺服较多，而欧美称直流无刷伺服较多。
仅仅能够通过脉冲方向控制的“傻瓜”型伺服遇到越来越多的问题。新的机器自动化控制模式要求伺服电机智能化，比如内部可预先编程实现某种运动轨迹，控制本站点周边的一些I/O口，内带主从跟随模式调整，电子凸轮等等，当然，现场总线接口也是智能伺服必不可少的。这样，主控制器就不必再来进行复杂的伺服运动控制了，它只需要通过现场总线接口发出数据指令，就可以实现从单个到多个伺服轴的控制。这样的控制方式，比起集中式的运动控制器来说，可靠性更强，编程更方便，布线更简单，而且成本更低。
行业客户对伺服提出特殊要求是经常的事，功能单一的“傻瓜”型伺服往往对此要求一筹莫展。步进科技旗下中德合资亚特精科电气有限公司生产的Kinco正是这样的智能型伺服产品。Kinco作为智能型的伺服电机，它本身就提供了客制化编程的功能。客户可以用伺服控制软件ECO2WIN，在PC机上编制自己需要的控制模式再下载到伺服驱动器内执行。如果客户需要的功能过于特殊以至于无法通过ECO2WIN编程实现，也可以通过特殊项目相应流程，在伺服驱动器底层为客户编制特殊的软件以实现其要求。目前通过步进科技旗下两个品牌eView和Kinco的结合，用客制化的方案，已成功地在纺机，塑机，药机等行业推出整套自动化解决方案。
伺服控制理论亟待突破
中达电通伺服数控产品处经理 李文建
随着自动化技术的发展，一些产品和技术的应用开始出现融合和交叉。关于伺服电机与步进电机的区别，主要在于步进电机属于机械同步，操控方式为开回路设计，所以会失步的现象，尤其在较重的负载抗力下更是明显。交流伺服可以取代较大功率的步进电机，但是在非常轻载及小功率的场合，步进电机则更适合。变频器和伺服电机相比，一是在定位运动方面，变频器一般不具备精确定位功能，二是在调速运动方面，伺服具备相应速度快，速度波动小的优点。因此在纺机，印机等行业中，变频器正大量地被伺服所取代。当然，变频器相对于伺服来说则更具价格优势。
新一代AC 伺服除了基本性能提升外, 如何增加产品附加价值是未来趋势之一。新一代AC 伺服提供高速串流通讯，使得驱动器与电机的配线得以简单化及高效化。另外，电机的小型化也是趋势之一。现在400W电机的体积将有可能成为今后750W电机的规格，所以同样尺寸的电机往上增一级功率, 这对使用者是有助益的。
全数字化的伺服电机产品将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法成为可能。高速DSP 使得现代控制理论在伺服驱动器得以完美实现。现在伺服技术已不被受限于硬件条件，而是学术理论的不足。如何向更高端的适应性控制发展，从而提高伺服智能性成为研究热点。台达AC 伺服首先采用PDFF 的强健控制(robust control)架构，提供步阶命令的快速上升且无超越量的输出曲线，这是传统PI 架构做不到。PDFF在学术理论上一直被热烈探讨，它使得AC 伺服控制技术具备了柔性。另外，台达伺服在低转速的控制技术方面完成了突破性进展。