要說剛性，先說剛度。

　　剛度是指材料或結構在受壓時抵抗彈性變形的能力。它是材料或結構彈性變形困難的表現。材料的剛度通常用彈性模量e來衡量，在宏觀彈性範圍内，剛度是部分載荷與位移的比例系數，即引起單位位移所需的力。它的倒數叫做柔度，即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。

　　結構的剛度(k)是指彈性體抵抗變形和拉伸的能力。k=P/δ，P是作用在結構上的恒力，δ是力引起的變形。

　　結構的轉動剛度(k)為：k=M/θ，其中M為施加的扭矩，θ為轉動角度。

　　比如我們知道鋼管比較硬，一般在外力作用下變形小，而橡皮筋比較軟，同樣的力作用下變形比較大。那麼我們可以說鋼管剛性強，橡皮筋剛性弱，或者說柔韌性強。

　　在伺服電機的應用中，聯軸器是連接電機和負載的典型剛性連接。典型的柔性連接是用同步帶或皮帶連接電機和負載。

　　電機剛度是電機軸抵抗外界轉矩幹擾的能力，我們可以在伺服控制器中調節電機的剛度。

　　伺服電機的機械剛度與其響應速度有關。一般來說，剛度越高，響應速度越高。但如果調整過高，電機很容易産生機械共振。因此，在通用伺服放大器參數中有一個手動調整響應頻率的選項。根據機械共振點調整(其實就是調整增益參數)需要時間和經驗。

在伺服系統的位置模式下，施加力使電機偏轉。如果力大，偏角小，則認為伺服系統是剛性的，否則認為是弱的。注意，我這裡說的剛性，其實更接近于反應速度的概念。從控制器的角度來看，剛度實際上是一個由速度環、位置環和時間積分常數組成的參數，其大小決定了機器的一個響應速度。

　　松下和三菱伺服有自動增益功能。通常不需要特别調整。有些國産伺服隻能手動調節。

　　其實如果不要求定位快，隻要定位準，阻力不大的時候，剛性低，定位準也可以，隻是定位時間長。因為如果剛性低，定位慢，如果響應快，定位時間短，就會有定位不準的錯覺。

　　慣性描述了物體運動的慣性，慣性矩是物體繞軸旋轉的慣性的量度。轉動慣量隻與轉動半徑和物體質量有關。一般負載慣量是電機轉子的10倍以上，可以認為慣量更大。

　　導軌和絲杠的轉動慣量對伺服電機驅動系統的剛度有很大的影響。在增益固定的情況下，轉動慣量越大，剛性越大，越容易造成電機抖動。轉動慣量越小，剛性越小，電機越不容易抖動。可以通過更換較小直徑的導軌和絲杆來降低轉動慣量和負載慣性，使電機不會抖動。我們知道，在選擇伺服系統時，除了要考慮電機的轉矩和額定轉速等參數外，還需要先計算機械系統轉換到電機軸上的慣量，然後根據機器的實際動作要求和工件的質量要求選擇合适慣量的電機。

　　在調試過程中(手動模式)，正确設置慣性比參數是充分發揮機械和伺服系統最佳性能的前提。

　　到底什麼是“慣性匹配”？

其實也不難理解，根據牛二定律：

“進給系統所需力矩= 系統轉動慣量J × 角加速度θ

角加速度θ影響系統的動态特性，θ越小則由控制器發出指令到系統執行完畢的時間越長，系統反應越慢。如果θ變化，則系統反應将忽快忽慢，影響加工精度。

伺服電機選定後最大輸出值不變，如果希望θ的變化小，則J就應該盡量小。

而上面的，系統轉動慣量J＝伺服電機的旋轉慣性動量JM ＋ 電機軸換算的負載慣性動量JL。

負載慣量JL由工作台及上面裝的夾具和工件、螺杆、聯軸器等直線和旋轉運動件的慣量折合到馬達軸上的慣量組成。JM為伺服電機轉子慣量，伺服電機選定後，此值就為定值，而JL則随工件等負載改變而變化。如果希望J變化率小些，則最好使JL所占比例小些。

這就是通俗意義上的“慣量匹配”。

一般來說，小慣量的電機制動性能好，啟動，加速停止的反應很快，高速往複性好，适合于一些輕負載，高速定位的場合。中、大慣量的電機适用大負載、平穩要求比較高的場合，如一些圓周運動機構和一些機床行業。

所以伺服電機剛性過大，剛性不足，一般是要調控制器增益改變系統響應了。慣量過大，慣量不足，說的是負載的慣量變化和伺服電機慣量的一個相對的比較。

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