运动控制技术解析

    运动控制起源于早期的伺服控制。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度
等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。早期的运动
控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的。早期的运
动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持
可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器可以成
为独立运行的运动控制器。这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，
往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用
加工代码文件，利用

RS232 或者 DNC 方式传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。这

类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制
器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系统。　

    运动控制（MC）是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，
线性执行机或者是电机来控制机器的位置和

/或速度。运动控制在机器人和数控机床的领域

内的应用要比在专用机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运
动控制（

GMC）。运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

　　
    一个运动控制系统的基本架构组成包括：
    一个运动控制器用以生成轨迹点（期望输出）和闭合位置反馈环。许多控制器也可以在内
部闭合一个速度环。
　　
    一个驱动或放大器用以将来自运动控制器的控制信号（通常是速度或扭矩信号）转换为
更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动可以自身闭合位置环和速度环，以获得
更精确的控制。
　　
　　一个执行器如液压泵、气缸、线性执行机或电机用以输出运动。
　　
　　一个反馈传感器如光电编码器，旋转变压器或霍尔效应设备等用以反馈执行器的位置
到位置控制器，以实现和位置控制环的闭合。
　　
    众多机械部件用以将执行器的运动形式转换为期望的运动形式，它包括齿轮箱、轴、滚珠
丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。
　　
　　另外，在运动控制方面，大致可以归纳出几项运动所需要的控制轨迹：
　　
　　

1、点对点运动（Point-to-Point）：单轴的运用，通过运动控制卡的指令集，控制单轴

由

A 点运动到 B 点，所以又称为点对点运动。

　　
　　

2、补间运动（Interpolation）：补间运动通常可以分为线性补间及圆弧补间运动。线性