什么是运动控制?

什么是运动控制?

运动控制在机器人和数控机床领域的应用比在专用机床领域的应用更为复杂，因为后者的运动形式更简单，通常被称为通用运动控制(GMC)。运动控制广泛应用于包装、印刷、纺织和装配行业。

运动控制器着眼于运动控制，电机控制和运动控制之间的区别。

在工业控制和自动化领域，运动控制究竟意味着什么?

综上所述，运动控制主要分为两个方向，一是运动控制，通常用于机械领域;另一种是过程控制，通常用于化学工业。而运动控制是指起源于早期的一种伺服系统，以对电机的控制为基础，实现对物体角位移、转矩、速度等物理量变化的控制。

电机控制与运动控制的区别:

在上述定义中，提到了电机控制，但电机控制与运动控制是不同的。从关注的角度来看，电机控制(这里称为伺服电机)主要关注的是将单个电机的一个或多个转矩，速度和位置控制到给定值。运动控制的重点是协调多个电机完成指定的运动(复合轨迹、复合速度)，更侧重于轨迹规划、速度规划、运动学转换;例如，数控机床需要协调XYZ轴电机来完成插补动作。

电机控制常作为运动控制系统的一个环节(通常为电流回路，工作在转矩模式下)，它更侧重于对电机的控制。它一般包括三个控制回路:位置控制、速度控制和转矩控制。一般来说，没有计划。(有些驱动器具有简单的位置和速度规划能力);运动控制通常是针对产品，包括机械、软件、电气和其他模块，如机器人、无人机、运动平台等，它是针对机械运动，对部件的位置和速度进行实时控制和管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行控制。

部分电机控制与运动控制重叠:位置回路/速度回路/转矩回路可以在电机或运动控制器的驱动中实现，因此两者容易混淆。

运动控制系统的基本结构

运动控制系统的基本结构包括运动控制器:用于产生轨迹点(期望输出)和闭合位置反馈回路。许多控制器也可以关闭内部的速度回路。

运动控制器主要分为三类，即基于pc的、专用控制器和PLC。其中，基于pc的运动控制器广泛应用于电子、EMS等行业;专用控制器的代表行业有风电、光伏、机器人、成型机械等;PLC在橡胶、汽车、金属冶金等行业受到青睐。

驱动器或放大器:用于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。更先进的智能驱动可以自动关闭位置回路和速度回路，以获得更精确的控制。

执行器:如液压泵，气缸，线性执行器，或电机输出运动。反馈传感器:如光电编码器、解析器或霍尔效应装置等，用于将执行器的位置反馈给位置控制器，实现位置控制回路的闭合。
许多机械部件用于将执行器的运动形式转换为所需的运动形式，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。

看看运动控制器的运动控制

运动控制的出现促进了机电控制解决方案的发展。例如，在过去，凸轮和齿轮都需要通过机械结构来实现。现在它们可以通过电子凸轮和电子齿轮来实现，从而消除了机械实现过程中的返程、摩擦和磨损。

成熟稳定的运动控制产品不仅需要提供路径规划、前向控制、运动协调、插补、运动学正逆解、驱动电机命令输出等，还需要具有工程组态软件、语法解释器，以及简单的PLC功能、PID控制算法实现、HMI交互界面、故障诊断界面，先进的运动控制器还可以实现安全控制等。

运动控制技术和市场的发展趋势

根据市场和市场发布的市场研究报告，全球运动控制市场(包括备件:交流电机、电机、运动控制器、交流驱动器、电子驱动器;应用领域:包装、材料加工、金属加工、转换、定位)预计将达到228.4亿美元，2016年至2022年的复合年增长率为5.5%。

就运动控制器而言，随着行业应用的扩大，中国的运动控制市场已经逐渐成熟。机床、雕刻机、半导体、工业机器人、EMS、物料搬运等大部分下游机械行业都取得了较好的发展。特别是在锂电池、工业机器人、半导体、EMS等行业，欧美日运动控制厂商表现突出，具有较强的综合竞争优势。

由于运动控制的目标是完成生产线过程来制造产品，因此中间的运动控制过程并不是最重要的，如何正确、实时地满足要求才是最重要的功能;再加上，现在各种产品对精度的要求越来越高，对制造工艺的要求也越来越严格。运动控制强调实时性和精确性。为了实现优化，必须整合各种相关技术。这种集成被认为是最难的控制技术。

在一段时间内，专用控制器仍将是工业机器人行业运动控制器的主要类型。半导体行业中基于pc的运动控制市场正在稳步发展，增长率约为17%。物流行业对机器视觉功能的需求日益增长，导致基于pc的比例逐渐增加。传统的印刷机械仍以PLC运动控制器为主。基于pc的运动控制器的应用才刚刚开始。它在新兴数字印刷机械中使用得更多，未来将略有增长。据专家分析和预测，未来几年运动控制器的市场需求将越来越大，这将是未来产业发展的基础之一。