伺服的惯量与选型
惯量
根据牛顿第一定律，任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。这种物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。
同样对于旋转绕轴转动的刚体，回转物体也有保持其匀速圆周运动或静止的特性。
物质(物体)运动的惯性量值中，质量是对物体直线运动时惯性大小的量度;而转动惯量是刚体绕轴转动时惯性的量度。
我们统称它们为“惯量 Inertia”。
对于直线运动的物体，其惯量即为质量;而对于回转运动的物体，其惯量为：
I = m r2
式中 m 表示刚体的某个质元的质量，r 表示该质元到转轴的垂直距离。
与力和转矩的关系
惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止、匀速直线运动或匀速圆周运动;当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。
这就是祖师爷的牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。用公式表达为：
F = m a
F：力(N)
m：质量(kg)
a：加速度(m/s2)
上述表述是关于直线运动的，对于旋转绕轴转动的刚体也有类似的表述：回转物体的角加速度的大小跟作用转矩成正比，跟回转物体的转动惯量成反比，且与回转物体转动惯量的倒数成正比;角加速度的方向跟作用转矩的方向相同。用公式表达为：
M = I β
M：转矩(Nm)
I ：转动惯量(kg · m2)
β：加速度(1/s2)
惯量与系统设计选型
从上面可以看到，在选择运动系统动力源时，要计算所需旋转电机的扭矩或直线电机的出力时，除了要了解运动速度特性，也必须掌握每个运动轴的的惯性量值。不能准确把握惯量大小，将直接导致选型设计错误。小了，系统运行无法达到运动速度特性要求，影响性能;大了，从电机到驱动、再到整个配电系统都得放大，将导致系统各方面成本的增加。可见把握运动系统惯量对于设备的性价比的重要性。
对于机电设备中的运动和传动控制系统来说，对惯量的考量必须落实到每个运动轴的整个传动链，包括：
被驱动的运动负载;
机械传动机构，大到减速机、齿轮齿条，小到丝杠、联轴器、带轮等等;
动力源自身惯量，比如：电机转子惯量和直线电机动子滑块质量
所以，设备运控系统的惯量计算是一项相当复杂的工作，一方面，传动链中各个不同类型的部件惯量的计算工作量巨大，原因很简单，元件数量繁多，且往往结构复杂;另一方面，目前大部分机械动力传动系统为串联的链式分布，需要不断将被驱动侧的惯量转换映射到动力侧并加以叠加，这种转换映射有时需要考虑到速比的影响，有时需要考虑从直线运动到旋转运动传递关系。总之一句话，机械惯量计算很是费劲，很难。传动链的惯量精准计算的复杂性和高难度，已经成为打造高性价比运控设备的诸多难点之一。所谓魔鬼都在细节中，真正能在这方面将性能做到极致的设备并不多。
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