舵機(jī)對(duì)比伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

在講這個(gè)問題之前，先簡(jiǎn)單介紹一下舵機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)是什么以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

伺服電機(jī)是一個(gè)電機(jī)系統(tǒng)，它包含電機(jī)、傳感器和控制器。直流無刷電機(jī)可以是伺服電機(jī)里面的一部分，交流電機(jī)也可以是，但他們并不是伺服電機(jī)。僅僅一臺(tái)電機(jī)都不能算是伺服電機(jī)，因?yàn)樗麄儾⒉痪邆渌欧姍C(jī)的功能。因此常常體積較大，主要用于比較精準(zhǔn)的位置、速度或力矩輸出。

伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

步進(jìn)電機(jī)英文是stepper/step/stepping motor。主要是依靠定子線圈序列通電，順次在不同的角度形成磁場(chǎng)，推拉定子旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)的好處是，你可以省掉用于測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)角的傳感器。因此在結(jié)構(gòu)上和價(jià)格上有一定的優(yōu)勢(shì)。而且它的位置和速度控制相對(duì)簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是，第一，與同等功率的電機(jī)相比載荷比較小，沒有角度傳感器的情況下不能輸出大力矩。第二，功耗相對(duì)較大，要么全開，要么全關(guān)。所以要么接近滿功耗，要么就不能出力。

步進(jìn)電機(jī)機(jī)構(gòu)圖

舵機(jī)是什么呢？舵機(jī)是個(gè)俗稱，是玩航模、船模的人起的，因?yàn)樗Ｓ糜诙婷娌倏兀鋵?shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)易的伺服電機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)也是最常見的伺服電機(jī)系統(tǒng)，英文叫做Servo，就是Servomotor的簡(jiǎn)稱。

舵機(jī)結(jié)構(gòu)圖

以前的舵機(jī)就只是將PWM信號(hào)與滑動(dòng)變阻器的電壓相比對(duì)，通過硬件電路實(shí)現(xiàn)固定控制增益的位置控制。但經(jīng)過多年的發(fā)展，舵機(jī)的技術(shù)性正在不斷的提高。現(xiàn)在的舵機(jī)舵機(jī)不再只是通過簡(jiǎn)單的硬件電路實(shí)現(xiàn)固定控制增益的位置控制，而是可以采用更復(fù)雜的控制策略和算法來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的控制。例如，可以采用先進(jìn)的控制算法如PID控制器、模糊邏輯控制器等來實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的精確位置控制和速度控制，以滿足不斷變化的應(yīng)用需求。

此外，隨著舵機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，也出現(xiàn)了多種舵機(jī)接口協(xié)議和通信方式，如RS485、CAN、UART等，這些接口協(xié)議和通信方式可以支持舵機(jī)之間的雙向通信和數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的控制策略和更復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用。

另外，還可以將舵機(jī)與傳感器、執(zhí)行器等其他設(shè)備進(jìn)行組合應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的系統(tǒng)功能。例如，在機(jī)器人領(lǐng)域中，可以通過舵機(jī)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，并使用傳感器反饋機(jī)器人的位姿信息，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主運(yùn)動(dòng)和智能控制。

也就是說，它本身就是一個(gè)完整的伺服電機(jī)系統(tǒng)，相對(duì)于伺服電機(jī)來說，成本更低，同扭矩下體積也更小，雖然精度沒那么高，但操作更加簡(jiǎn)單。

而相對(duì)于步進(jìn)電機(jī)呢，有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、控制精度：步進(jìn)電機(jī)通過控制脈沖數(shù)量進(jìn)行定位，而舵機(jī)則是根據(jù)設(shè)定的控制信號(hào)，按照設(shè)定的要求運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制。

2、應(yīng)用領(lǐng)域：步進(jìn)電機(jī)多用于簡(jiǎn)單的位移控制，而舵機(jī)則更多應(yīng)用在航模等需要進(jìn)行高精度姿態(tài)控制的領(lǐng)域。

3、負(fù)載能力：與步進(jìn)電機(jī)相比，舵機(jī)的負(fù)載能力更強(qiáng)，能夠承受更大的外部阻力。

總的來說，與伺服電機(jī)相比，舵機(jī)是一個(gè)完整的伺服電機(jī)系統(tǒng)，但體積更小，成本更低，操作起來也更加簡(jiǎn)單。這使得舵機(jī)在許多應(yīng)用場(chǎng)景中成為伺服電機(jī)的優(yōu)秀替代品，例如在無人機(jī)、模型制作等領(lǐng)域。雖然舵機(jī)的精度可能不如伺服電機(jī)，但它的體積小、重量輕、成本低以及操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)使得它在許多應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。而和步進(jìn)電機(jī)相比，舵機(jī)的控制精度和負(fù)載能力都相對(duì)更加優(yōu)秀，應(yīng)用的范圍也更廣。