运动控制概述

运动控制（MC）是自动化的一个分支，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。

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）。现在运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。

按照所完成的制造任务的不同，机器运动控制分为：

点位控制和连续路径控制

①点位控制:是在容许加速度和速度的条件下，尽可能快的由原

坐标位置运动到目

的坐标位置，而对于两点之间的轨迹没有精度要求的。

点位控制的功能是将工具或零件由源点运动到规定的目标点，以便在该点加工作业。因为从源点到目标点的运动过程中不进行加工作业，所以对运动路径没有要求。但是为了提

高效率，点位运动控制系统应在容许的加速度条件下，尽可能以最大速度完成这种运动过程。

②连续路径控制:包括直线运动控制和曲线运动控制。对于轨迹

上的每一点坐标都具有一定的精度要求，不仅要求路径连续，

而且要求速度连续。

为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴上的位置和速度，使得

它们同步协调到达目标点。对于这类控制，机床必须同时控制两个或者两个以上的轴。连续

路径控制系统不仅控制目标点，而且控制工具到达这些目标点的整个路径，以保证在整个加工过程中，工具始终接触工件并制造出希望的形状。

控制系统按照控制原理的不同可以分为开环和闭环两种控制系统

①开环控制系统：系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制

干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻

辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、

执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、

物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

②闭环控制系统：是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量

同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。

闭环控制系统又称反馈控制系统。

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，旋转变压器或霍尔传感器、光栅尺等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。

运动控制系统的选择方法

1.根据要开发设备的工作特点，确定伺服电机的类型。

2.确定要控制的电机轴数和电机工作模式。

3.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。

4.确定输入输出开关量的数量。

5.根据以上内容，选择合适的运动控制器