什么是运动控制

时间：2021-04-16 16:20:53

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。

一个运动控制系统的基本架构组成包括

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。

通常，一个运动控制系统的功能包括

。有很多方法可以计算出一个运动轨迹，它们通常基于一个运动的速度曲线如三角速度曲线，梯形速度曲线或者

。也就是从动轴的位置在机械上跟随一个主动轴的位置变化。一个简单的例子是，一个系统包含两个转盘，它们按照一个给定的相对角度关系转动。电子凸轮较之电子齿轮更复杂一些，它使得主动轴和从动轴之间的随动关系曲线是一个函数。这个曲线可以是非线性的，但必须是一个函数关系。

根据要开发设备的工作特点，确定伺服电机的类型。

确定要控制的电机轴数和电机工作模式。

确定位置检测、反馈模式，选择是否采用光电编码器或光栅尺或磁栅尺。

根据以上内容，选择合适的运动控制器

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运动控制与伺服系统详解

T568B百兆以太网接法： 最近在学习运动控制：https://www.cnblogs.com/21207-iHome/p/7722633.html 1.何为运动控制： 运动控制就是通过机械传动装置对运动部件的位置、速度进行实时的控制管理，使运动部件按照预期的轨迹和运动参数（如速度、加速度参数等）完成相应的动作。

运动控制系统发的典型构成：

开环：系统被控对象由输入端到输出端直接输出。 闭环：系统被控对象的输出(被控制量)反馈到输入端，影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。 闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈，若极性相同，则称为正反馈。 开环：CPU风扇！只有供电 速度监视（而不是监控） 闭环：光驱电机控制电路 比例放大电路。。很多 无处不在 正反馈的有振荡电路 如 收音机电视机本振电路 显示器开关电源 等

1.开环系统（电机：步进电机，驱动器：脉冲分配， 电流放大） 3.全闭环系统（驱动器：速度反馈控制，电流放大；运动控制器：运动规划，速度指令，位置反馈取自负载）

全闭环伺服系统可以消除机械传动带来的误差，而半闭环系统只能补偿部分误差，因此，半闭环伺服系统的精度比全闭环伺服系统的精度要低一些。由于采用了位置检测装置，所以全闭环系统的位置精度在其他因素确定了之后，主要取决于检测装置的分辨率和精度。

注意半闭环系统区别。驱动器如果工作在位置模式，运动控制器（运动控制卡、PLC…）就只做位置轨迹的规划（Trajectory generator），每个通信周期发送目标位置到驱动器。驱动器接收到设定位置后，与当前位置比较，并依据控制器-驱动器通信周期与驱动器位置环周期进行线性或者非线性插值，将插值作为每个位置环周期的“设定位置”。

举个例子，假设驱动器位置环周期是125us，控制器和驱动器通信周期为 2ms，当前位置为 0，目标位置为 1mm，那么接下来 16 个周期驱动器位置环的“设定位置”就依次为：0.0625mm，0.125mm， 0.1875mm， 0.25mm，……1mm. 如果没有插值，那么接下来驱动器的第 1 个周期的设定位置就是 1mm，驱动器在第 125us时，位置为 1mm，在 2-16 个周期，设定位置维持不变，相当于电机停止，直到第 2ms，接收到新的“给定位置”。由于间隔仅为 2ms，电机并不会真的停止，而是表现为顿挫感，转动不流畅，不连贯。

驱动器如果工作在速度模式，那么控制器就不仅做位置曲线的规划，还要完成位置环的调节。此时NC周期与位置环周期相等，不必插值。伺服驱动器的位置环被忽略，其速度环直接接受上层给出的“设定速度。

驱动器工作模式： Refer：ETG.6010 不同厂家支持的模式不相同，但是基本支持CiA402标准。 轮廓位置模式(Profile Position Mode) 周期同步位置模式(Cyclic synchronous position mode) ，与轮廓位置模式(Profile Position Mode )不同，其轨迹发生器位于控制器端，而非驱动器内。在该模式下，控制器只需要周期性的下发目标位置即可（与位置插补模式的原理相类似），而且可以设置附加的速度前馈(Velocity offset)或转矩前馈(Torque offset)： 即轮廓位置模式的Trajectory Generator在驱动器内，周期同步位置模式的Trajectory Generator在控制器内，而位置模式（Position Mode）、电子手轮模式（Master Encoder Mode）、脉冲/方向模式（Step Direction Mode）则不需要轨迹生成器。 在周期性同步速度模式CSV 中，一共有四个对象需要添加到对象字典里（其他对象没 必要传回主站），分别为控制字、状态字、目标速度和真实位置，对应的十六进制索引分 别为0x6040、0x6041、0x60FF 和0x6064。其中控制字用来发控制命令给Cia402 状态机， 状态字反馈当前状态机状态，目标速度命令和真实位置反馈则是跑伺服位置环必须的。

智能车的运动控制系统介绍

的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按照人们期望的要求运行，以满足生产及应用的需要。

构成，其框图及涉及学科领域如下图：

对照运动控制系统的结构框图，可以推断出

电机是门深奥的学问号称自动化专业的天书之最（笔者当初被电机学折磨的有阴影，故有关电机不做分析）。

（此处所提到的电动机都是车模上指定的普通直流电机，不包括十七届中的）智能车中的电机都是用于调速系统的拖动电机，而舵机则是用于伺服系统的伺服电动机的一种。

功率放大与变换装置在智能车系统之中指的是电机驱动，能够根据主控输出的，动态的调节被控对象（直流电机）的驱动电压来控制电机的转速从而达到控制车身速度的作用。

智能车运动控制的控制器一般采用数字控制（关于PI控制器后面会出一篇PID的文章描述），大家姑且先把PI控制器当做一个公式，只用输入误差，输出的就是根据内部