伺服控制概念的提法很多，其實概念的提法並不重要。為滿足某種目的，產生運動和對物體運動進行控制是我們人類最重要的活動之壹。所謂伺服控制指對物體運動的有效控制，即對物體運動的速度、位置、加速度進行控制。這種控制正在變得隨處可見和越來越普遍。
[編輯本段]
伺服控制采用的新技術
1、伺服電動機（圖示）
伺服電動機有兩項技術值得註意，壹是高密度電機，采用壹種叫“大極電機”的設計思想。例如六極九槽電機，定子由九個獨立的極構成，在每個極上繞制集中線圈，然後再將九個極拼裝起來，形成九個槽的電機鐵芯。由於每個極是獨立繞制和整形，所以即使采用自動機繞，也能保持槽滿率高達90%。這類電機制造工藝好，空間利用和體積都達到了最小化，故稱為高密度電機。從運行原理上講，這類電機不屬於旋轉磁場電機，它在三相脈振磁場下工作，因此，它的適用性、設計方法和運行方式都有壹定特殊性，例如這類電機不適合方波電流驅動。電機界眼光都是壹致的，目前，安川、松下、富士、科比、臺達等小功率伺服電動機產品中均采用高密度電機設計方案，當然我們也不例外。
另壹類是嵌入式磁鋼速率伺服電動機，它可利用凸極效應引起的交、直軸電感隨位置變化的特點，構成真正意義上的、可*的無位置傳感器速率伺服電動驅動系統。
2、傳感器
除了各類光電編碼器以外，磁編碼器值得關註。磁編碼器的體積和重量都比光電編碼器小幾十倍，溫度範圍更寬，幾乎不怕沖擊和振動。其工作原理非常簡單，它的定子是壹顆內嵌霍爾磁敏元件和DSP的芯片，體積可以小到MSOP-24封裝，它的轉子是壹顆兩極磁鋼。它的分辨率10—12位，精度8—10位。這種磁編碼器目前已有供應。
作為空間應用，為了滿足-35 0C — 80 0C環境要求，幾乎難以采用傳統的光電編碼器，為此我們自行研制了磁編碼器，分辨率16位，精度12位。磁編碼器信號處理電路***存於驅動控制電路(FPGA)中，形成傳感器與驅動控制電路壹體化。
電流傳感器是伺服控制必不可少的，小功率系統可以采用電阻采樣，壹般可采用霍爾電流傳感器。兩種方法都要將模擬信號轉換成數字信號，然後參於數字伺服控制。上述A/D轉換的輸出形式通常是串行數字脈沖或脈寬調制信號。美國IR公司專門為電阻采樣設計了壹款電流反饋專用芯片IR2175。它具有12位分辨率，600V原副邊耐壓，使用非常方便。為了提高耐壓等級和有效分辨率，我們研制出壹種極小體積的，基於霍爾磁平衡原理的電流傳感器。它分辨率12位，耐壓2500V，脈寬調制信號頻率168KHz。
3、伺服單元
2003年美國IR公司推出單芯片速率伺服控制系統，它內部包括：電機矢量FOC控制器、電流PI調節器、速度PI調節器、SVPWM調制器、傳感器接口、SPI和並行通信接口等。IR公司推出的單芯片速率伺服控制系統的最重要特點是，允許用戶對上百種參數進行實時的和初始化給定。下圖所示速率伺服控制系統是我們利用IR公司芯片構建的應用系統。
我們在伺服控制系統方面有幾十年的積累，並通過與美國IR公司、美國AD公司等的合作研制出具有自主知識產權的單芯片高精度運動控制系統方案。
該技術在壹片FPGA中實現了FOC控制器、電流PI調節器、速度PI調節器、位置PID調節器、速度前饋控制器、IIR濾波器、SVPWM調制器、梯形速度軌跡生成器、位置指令處理器、監控與保護環節、通訊模塊、寄存器堆等所有伺服控制模塊，並且在內部集成了CPU，可以完成鍵盤、顯示及外部通訊控制，為真正的數字可編程片上系統(SOPC)。
由於所有控制算法均用硬件實現，所以伺服控制器可以達到相當高的性能，其電流環與速度環采樣頻率均可達到20kHz，位置環采樣頻率可達10kHz以上，頻率指標主要由芯片本身性能限制。通過上位機可以訪問所有內部寄存器，能實現各種控制目的。所有參數可以進行在線修改，包括開關頻率、死區時間、調節器參數、濾波器參數等。適應於PMSM、IM、BLDCM等不同電機的驅動控制，並兼容霍爾傳感器、增量式/絕對式碼盤、磁編碼器、旋轉變壓器等各類傳感器接口信號。可以接收脈沖指令、模擬指令以及數字指令等各種輸入信號，並可通過上位機或控制面板完成所有操作功能。具有控制器識別碼接口，易於實現多軸控制。
這種單片控制器大大減少了系統體積，提高了抗幹擾性，加上完善的保護措施，保證了系統運行的可*性。
4、伺服組件
伺服組件指：由伺服電動機、機械減速或耦合機構、伺服控制器、傳感器等組成的壹體化伺服機構。例如：光驅主軸驅動模塊、機器人的關節、汽車電動助力機構等等。對組件的基本要求是：體積小、重量輕（即高密度），壹體化獨成系統，互換性、可復用性和高可*性等等。伺服組件是我們的重要研究方向。其中三軸和四軸組件更有特色，這些多軸伺服控制器通常可以由壹個FPGA運動控制IP核來實現。另外，伺服組件中的電磁兼容、熱分析與設計非常重要。
5、微小型CNC加工中心
CNC加工中心是伺服控制技術的大集成。小型CNC加工中心系統由輕巧型機床主體、高密度交流伺服電機、高精度編碼器、伺服單元和基於DSP+PC的數控系統五大部分組成，其顯著特點是擁有輕巧的外型，除采用自動虛擬刀庫外，具有常規CNC加工中心的功能和性能指標。與常規的CNC加工中心相比，該多軸加工系統具有更高的運行效率和更低的使用成本，在操作方便性、產品價格以及功能重組等許多方面都具有競爭力。它是壹種能滿足計算機數字控制、自動化作業、高精度加工等普遍需求的普及型產品，是生產、教學、個人創造和勞動的有力助手。CNC加工中心是伺服控制技術應用的典範。
小型CNC加工中心的XYZ運動軸的分辨率0.001 (mm)，重復精度0.01 (mm)，主軸（速率控制）轉速24000rpm，連動軸數4或5，支持DNC、 AUTO、EDIT等工作方式，支持G代碼及 Mastercam、 AutoCAD、 Pro/E 等加工數據