サーボ機構またはモーターは、 自動制御システム一般的に、次の 2 つのカテゴリに分類されます。
オープンループ設計: これらは、ヒーターやエアコンなどのオン/オフ システムであり、オン ポイントとオフ ポイント間の制御された差 (デッド バンド) に基づいて動作します。
閉ループ設計これらのシステムは、自動車のクルーズコントロールのように連続的に動作し、制御ユニットにリアルタイム情報を提供するセンサーを備えています。このフィードバックにより、目標コマンド（設定値）と実際の出力の差が最小限に抑えられます。
サーボ機構（閉ループシステムの一種）は、デッドバンドが大幅に低減されたオンオフ制御システムと見なすことができます。デッドバンドが最小限に抑えられているため、継続的な調整や補正が可能になり、フィードバックデータ（例：実温度）と目標設定値（例：目標温度）をリアルタイムで比較できます。これらの比較によってプロセスが最適化されます。
各サーボループサイクルにおいて、コントローラはリアルタイムデータと指令された目標値を比較し、プロセスを改善するために体系的な補正を行います。これらの補正は通常、制御されたアクチュエータ（例えば、 空気圧または油圧システム、電気モーター、またはその他の機構。これらのアクチュエータは、一般的にサーボと呼ばれることがよくあります。
閉ループサーボコントローラは、フィードバックセンサーを用いて、指令された設定値と測定された出力との間の誤差を継続的に最小化します。例えば、リニアアクチュエータなどのモーションシステムでは、速度指令は加速、減速、負荷変動などの要因によって動的に変化します。最適な性能を実現するために、コントローラは回路の各ループ内で比例・積分・微分（PID）制御を採用しています。
車のクルーズコントロールのような、簡略化された閉ループ速度制御システムを考えてみましょう。ドライバーが目標速度（設定値）を設定すると、システムは以下のように動作します。
車が減速するとき: 正の誤差（設定値と実際の速度の差）が検出されました。サーボコントローラはエンジンに出力増加を指示し、誤差が解消されるまで車速を上げます。
車が加速するとき: 負の誤差 (実際の速度が設定点を超える) が発生すると、コントローラはエンジン出力を下げ、誤差がなくなるまで車を減速させます。
このシステムは、継続的なフィードバックを用いて車速を調整し、目標速度を維持します。追加のセンサーを追加することで、システムは外部状況に適応し、例えば前方車両との安全な距離を維持する（アダプティブクルーズコントロール）ことができます。さらに進化したシステムには、カメラやGPSによる位置監視機能が統合されており、レーンアシストや将来的には自動運転も可能になります。
サーボ機構は、位置、速度、トルク（または力）を正確に制御できることで知られています。主な特徴は次のとおりです。
リアルタイムのフィードバック: サーボ システムはフィードバックを使用して、外乱、負荷の変化、コマンドの変更を自動的に調整します。
エネルギー効率: 命令されたアクションを完了するために必要なエネルギーのみを消費します。
動作モードサーボは、電流／トルクモード（電流ループ閉路）、速度モード（速度ループ閉路）、または位置モード（位置ループ閉路）で動作できます。各モードには、より精密な制御のための内部ループ閉路が組み込まれています。
継続的な調整: サーボ システムは、速度制御における前後の動きや位置制御における小さな位置調整など、設定点の周囲で小さな調整を行います。
外乱補正: サーボ機構は動作限界内で外乱を補正し、システムの安定性を維持します。
サーボ機構が物理的限界を超えて動作すると、真のサーボ機構として機能する能力を失う可能性がある。 サーボシステム 例えば：
飽和状態で動作すると、必要な修正を行う能力が制限されます。
負荷がかかった状態で位置を保持するなどの通常以外の操作では、サーボシステム (モーターとドライブを含む) のサイズを慎重に決定する必要があります。
これらの制限を理解し、その範囲内で設計することで、サーボ機構が確実に動作し、要求の厳しいアプリケーションでも目的の結果を達成できるようになります。
