用于机械人的马达

上期说过，机械人的运动必须依指令工作，所以马达的设计必须容许随意转动和停止。步进马达（Step motor）和伺服马达（Servo motor，或称为伺服电机），便是为解决马达的定位及速度控制问题而设。

不 论是运作和应用上，步进马达都跟DC直流马达有所不同。图1展示了一幅简化了的步进马达概念图。当中的两块电磁铁，是令到转子能够随意被控制的关键。在图 2的第一步，由于P1和P2的极性是南极，而转子的北极（N）正处于P1和P2的中间，因此转子会停留不动。到了第二步，P2和P4的极性改变了，令转子 的北极受到P2排斥，向顺时针方向移动（当然亦可以说是转子是因为南极受到P4的排斥而转动），直到转子移到P1和P4的中央才停下来。要留意，当转子的 北极移动到正对着P1的时候，转子不会停下来。仔细一点解释，P2和P4的极性同样对转子产生一道吸力，令转子在受到P1和P3影响的同时，仍会向着P2 和P4转动。

利用上述的情况，只要令P1到P4的极性能跟随指令做适当的改变，我们便可以随意控制转子的运动。例如图2由第一步到第四步的过程之中，P1到P4不停的改变极性，而它们改变的时间又很快的时候，便足以令转子持续向顺时针方向转动。

其 实除了步进马达之外，伺服马达同样可以借着指令来控制其活动，它能够以直流或交流驱动。我们常见的遥控玩具如遥控车、遥控飞机、遥控直升机等都是采用直流 伺服马达。它是利用DC马达加上「反馈」（Feedback）控制电路，令马达的位置能够被稳定地控制在某一位置。所谓「反馈」，是在控制过程中，每次将 测速器送回来的输出控制数值，跟输入控制数值进行比较和调节，并将这个过程不断重复，直至将马达调整到所需要的位置为止。这种控制方式被称为「闭回路控 制」（Closed-loop control）。严格来说，伺服马达是DC马达的应用方式，而非另一类型马达。

伺服马达的控制电路