運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是以電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象箫乳，以控制器為核心，以電力電子、功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)绒窑，在控制理論指導(dǎo)下組成的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)多種多樣舔亭，但從基本結(jié)構(gòu)上看些膨，一個(gè)典型的現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件主要由上位計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器巧焕、功率驅(qū)動(dòng)裝置捅冈、電動(dòng)機(jī)和傳感器反饋檢測(cè)裝置和被控對(duì)象等幾部分組成，如圖1所示转甥。電動(dòng)機(jī)及其功率驅(qū)動(dòng)裝置作為執(zhí)行器主要為被控對(duì)象提供動(dòng)力舌多，特別設(shè)計(jì)應(yīng)用于伺服系統(tǒng)的電機(jī)稱之為伺服電機(jī)，通常內(nèi)含位置反饋裝置享立，如光電編碼器盘秕。目前主要應(yīng)用于工業(yè)界的伺服電機(jī)包括直流伺服電機(jī)、永磁交流伺服電機(jī)與感應(yīng)交流伺服電機(jī)秘挥，其中以永磁交流伺服電機(jī)占大多數(shù)昂待。

        運(yùn)動(dòng)控制器是以中央邏輯控制單元為核心、以傳感器為信號(hào)敏感元件功缤、以電機(jī)或動(dòng)力裝置和執(zhí)行單元為控制對(duì)象的一種控制裝置呜唁。其功能在于提供整個(gè)伺服系統(tǒng)的閉路控制，如位置控制斜劳、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制等导盅。

一、運(yùn)動(dòng)控制器的分類

        目前市場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)不同的方法有不同的分類揍瑟。

（1）按被控對(duì)象分類

        根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合被控對(duì)象的不同可分為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器白翻、伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器和既可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制又可以對(duì)交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制器。

（2）按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類

· 基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動(dòng)控制器

        基于總線的運(yùn)動(dòng)控制器是利用計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)绢片，并結(jié)合用戶開發(fā)的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)的滤馍，具有高速的數(shù)據(jù)處理能力〉籽總線形式上主要有ISA接口巢株、PCI接口槐瑞、VME接口、RS232接口和USB接口等阁苞。這種運(yùn)動(dòng)控制器大都采用DSP或微機(jī)芯片作為CPU困檩，可完成運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、高速實(shí)時(shí)插補(bǔ)那槽、伺服濾波控制和伺服驅(qū)動(dòng)悼沿、外部IO之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口功能，同時(shí)隨控制器還提供功能強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制軟件庫C語言運(yùn)動(dòng)函數(shù)庫骚灸、Windows DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫等摊咨，可供用戶根據(jù)不同的需求，在DOS或WINDOWS等平臺(tái)下自行開發(fā)應(yīng)用軟件毁兼，組成各種控制系統(tǒng)预蒜。

        例如美國Deltatau公司的PMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制器，采用Motorola公司的高性能數(shù)字信號(hào)處理器DSP5600X作為CPU坝跃，可以最多同時(shí)控制8根軸，與各種類型的主機(jī)丹仅、放大器鹅昭、電機(jī)和傳感器一起完成各種功能。英國阿沃德公司的TRIO運(yùn)動(dòng)控制卡贺壮、固高科技（深圳）有限公司的GT系列運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品和美國NI公司的NI系列運(yùn)動(dòng)控制器等都是這類產(chǎn)品束湃。

        從用戶使用的角度來看，這些基于PC機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器之間的差異主要是硬件接口（輸入輸出信號(hào)的種類大愁、性能）和軟件接口（運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)庫的功能函數(shù)）袖共。

· Soft型開放式運(yùn)動(dòng)控制器

        基于Soft型開放式運(yùn)動(dòng)控制器提供給用戶很大的靈活性，它的運(yùn)動(dòng)控制軟件全部裝在計(jì)算機(jī)中乎壮，而硬件部分僅是計(jì)算機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)和外部IO之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口敷矫，如同計(jì)算機(jī)中可以安裝各種品牌的聲卡、CDROM和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序一樣汉额。用戶可以在Windows平臺(tái)和其他操作系統(tǒng)的支持下曹仗，利用開放的運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)核，開發(fā)所需的控制功能蠕搜，構(gòu)成各種類型的高性能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)怎茫，從而提供給用戶更多的選擇和靈活性。

        這種控制器的典型產(chǎn)品有美國MDSI公司的Open CNC妓灌、德國PA（Power Automation）公司的PA8000NT轨蛤，美國Soft SERVO公司的基于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)動(dòng)控制器和國內(nèi)的固高科技有限公司的GO系列運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品等。Soft型開放式運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)是開發(fā)虫埂、制造成本相對(duì)較低祥山，能夠給予系統(tǒng)集成商和開發(fā)商更加個(gè)性化的開發(fā)平臺(tái)端壳。此類產(chǎn)品的價(jià)格國內(nèi)產(chǎn)品普遍要低于國外產(chǎn)品，但在技術(shù)性能上也存在一定差距枪蘑。

·嵌入式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制器

        這類運(yùn)動(dòng)控制器是把計(jì)算機(jī)嵌入到運(yùn)動(dòng)控制器中的一種產(chǎn)品损谦，它能夠獨(dú)立運(yùn)行。運(yùn)動(dòng)控制器與計(jì)算機(jī)之間的通信依然是靠計(jì)算機(jī)總線咆上，實(shí)質(zhì)上是基于總線結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制器的一種變種祝遗。在使用中，采用如工業(yè)以太網(wǎng)准贯、RS485说拾、SERCOS、Profibus等現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通信接口聯(lián)接上級(jí)計(jì)算機(jī)或控制面板掘防。嵌入式的運(yùn)動(dòng)控制器也可配置軟盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器蝗广，甚至可以通過Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，例如美國ADEPT公司的SmartController窿茧，固高科技公司的GU嵌入式運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)系列產(chǎn)品等音族。

（3）按被控量性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)控制方式分類

運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用場(chǎng)合的控制形式有：

·點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制

        即僅對(duì)終點(diǎn)位置有要求，與運(yùn)動(dòng)的中間過程即運(yùn)動(dòng)軌跡無關(guān)算郭。相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制器要求具有快速的定位速度宇团，在運(yùn)動(dòng)的加速段和減速段，采用不同的加減速控制策略循谨。在加速運(yùn)動(dòng)時(shí)纺倍，為了使系統(tǒng)能夠快速加速到設(shè)定速度，往往提高系統(tǒng)增益和加大加速度倔撞，在減速的末段采用S 曲線減速的控制策略讲仰。為了防止系統(tǒng)到位后震動(dòng)，規(guī)劃到位后痪蝇，又會(huì)適當(dāng)減小系統(tǒng)的增益鄙陡。所以，點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制器往往具有在線可變控制參數(shù)和可變加減速曲線的能力霹俺。

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