伺服控制系统最关键的控制方式选择

　　不论是传统或是改良式的控制架构都一定会遇到下列的瓶颈：
　　1. 配线太多。每轴至少需要１２个讯号以作为反馈，指令及其它I/O点控制用途。
　　2. 分辨率的限制。在模拟式驱动器的架构里，须要藉AD/DA转换来传送指令，以一个16bit分辨率的ＡＤ为例，其保证分辨率为14bit。必须对应到最大正负转速，例如：＋／－4500rpm，则每一位所代表的分辨率为9000rpm/2^14＝0.55rpm。这样的分辨率没有办法对应到目前高性能驱动器所要求的控速比，在许多的高精度加工场合是不足的。
　　而在脉冲式驱动器架构里，分辨率则是被脉冲的最大传输速度限制住了，此点在后面章节还会解释。
　　3. 偏移误差（Offset）及噪声。只要是模拟讯号必定会有所谓偏移误差的问题，造成传送指令的位准误差，此问题在零转速附近会特别明显，必须靠校正来补偿，另外在高压大电流的ＡＣ伺服系统必须特别注意噪声带来的干扰，否则也很容易引起脉冲指令误差。
　　4. 缺乏自我检测功能。这两类驱动器架构都很难令外界控制器读取或实时调整伺服参数，伺服驱动器内的参数多达百种，没有办法藉由传统配线方式就读取这些参数，如此就没有办法在控制器上完全掌握这些参数，也就没有办法进行自我检测及调试。
　　四、各式串行式运动控制通讯协议
　　随着串行式通讯科技的日新月异，如：Ethernet，运用串行式通讯来解决传统服务器驱动问题也有很大的进展，就如第一节中所述，串行式系统的不便之处在于没有共同遵守的通讯标准，就连在单项的运动控制系统目前也没有大家遵守的标准，不论是在硬件或通讯协议。
　　虽然没有标准，但是技术内涵的需求都是一样的：
　　1. 要能在固定周期内实时地传输控制指令，
　　2. 此周期是快速到约0.1ms~5ms之间，
　　3. 非周期性地收集外围所有I/O资料，
　　4. 选择性地、非周期地传收伺服参数数据，
　　5. 数据结构上要含数据正确性编码，以防在噪声干扰时作数据修正。
　　图四所示是市面上可以看到的各式串行式运动控制通讯协议的一览表，及其主要支持的厂商。硬件传输媒介主要有：RS485、IEEE1394、光纤及Ethernet四种，通讯协议方面目前还是百家争鸣，虽然SERCOS （IEC 61491）是仅见的国际标准，但是日本、美国伺服大厂仍是定义自己的通讯协议。很难下定结论那一个通讯协议就是最好的通讯协议。传输速度愈快，当然伺服控制周期时间可以更短，而使得频宽增加，可控制轴数变多，但毕竟这还不是决定性的因素。在应用层面还是要从系统规格往下看，根据性能／价格比来找到最好组合的运动控制卡＋伺服（步进）驱动系统来发展应用。

原作者：诺思新 电气工程及其自动化技术