工业运动控制器的原理及控制形式、优点

运动控制器是一种电子设备，通常与运动控制软件配合使用，用于控制机器人、数控机床和其他自动化设备移动或执行各种任务。运动控制器主要由一台计算机和相关的硬件组成，如数字信号处理器（DSP）和模拟/数字转换器（ADC），并与运动控制系统中的伺服电机、驱动器和传感器等设备进行通讯。

运动控制器被广泛应用于许多领域，尤其是在交流伺服和多轴控制系统中。它可以充分利用计算资源，帮助用户规划轨迹，执行预定的动作，并进行高精度的伺服控制。

运动控制技术的发展是制造自动化发展的旋律，也是推动新工业革命的关键技术。运动控制通常是指在复杂条件下将预定义的控制系统和设计指令转换为预期的机械运动，以实现精确的位置、速度、加速度、扭矩或力控制。

运动控制器是一种特殊的控制器，用于控制电机的运行模式：例如，电机通过冲击开关控制交流接触器，将电机拉到指定位置，然后下降或使用时间继电器控制电机的前后旋转，或先停一会儿，再停一会儿。运动控制在机器人和数控机床领域的应用比在专用机床中更复杂，因为后者的运动形式更简单，通常被称为通用运动控制。

根据能源的不同，运动控制主要可分为以电动机为能源的电动运动控制、以气体和液体为能源的气液控制和以燃料（煤、油等）为能源的热电机控制。据统计，90%以上的电力来自电动机。电动机在现代生产和日常生活中发挥着非常重要的作用，因此电动运动控制是这些运动控制器中最常用的。

电子运动控制是从电动机的使用演变而来的，电动机是针对电动机的控制系统的通用术语。运动控制系统有很多种，但从基本的角度来看，现代运动控制系统的典型设备主要由超级计算机、运动控制器、动力驱动器、电机、执行器和运动控制器反馈装置组成。运动控制器是一个控制单元，其核心是一个中央控制单元，它的传感器是一个信号检测元件，它的电机或驱动单元和性能单元是控制器。

运动控制器控制形式

点对点运动控制：

也就是说，实现位置只有一个要求，而不考虑中间过程或轨迹。适当的运动控制器应快速定位速度，并在运动的加速和减速阶段应用各种加速和减速控制策略。

在系统快速加速运动中设定的速度下，通常会增加系统的加固和加速度，并在减速结束时应用S曲线减速调整。为了避免系统安装后的振动，系统的优点在设计后相应降低。因此，点运动控制器通常具有控制网络中参数变化和减速曲线变化的能力。

纸张滚动的连续运动控制：

这种控制也称为轮廓控制，主要用于传统数控系统和切割系统中的运动轮廓控制。相应的运动控制器必须解决如何保证系统修改轮廓的精度以及当刀具沿轮廓高速移动时如何保持切向速度恒定的问题。对于小片段的处理，该程序具有几个预处理功能。

同步运动控制：

指多轴协同运动控制，可以在整个运动过程中同步多轴，也可以在运动过程中局部同步速度。主要用于系统控制，需要电子传输和电子喙功能。该行业包括印染、印刷、造纸、轧钢和同步切割。自适应功率控制通常用于相应运动控制器的控制算法中。通过自动调整调整变量的幅度和相位，可以确保增加的输出控制功能与干扰的幅度相等，但相位相反，消除了周期性干扰，确保系统的同步控制。

换句话说，运动控制器被广泛应用于许多领域，尤其是在交流伺服和多轴控制系统中。它可以充分利用计算机资源，方便用户实现运动路径规划，执行预定动作，实现高精度伺服控制。运动控制技术与交流伺服驱动技术的结合，推动了我国机电技术的不断发展。

运动控制器具有以下优点：

精度高：可以实现非常准确的位置控制，以及对加速度和速度的控制。

灵活性强：可以自由编程，以适应不同的自动化环境。

可靠性高：通过监测和反馈控制循环，能够更好地保证运动控制器的可靠性。

运动控制器的作用

运动控制器可以应用于多种自动化设备中，例如：

工业机器人：运动控制器可以控制机械臂完成各种任务，如加工、装配和焊接。

数控机床：能够精确控制机床刀具位置和速度，实现高效的加工过程。

医疗设备：可以应用于医学扫描仪、放射治疗设备等，提高医疗设备的精度和稳定性。

自动化生产线等：从传送带到货架上的装载有利用运动控制器来平稳而又迅速地移动包裹或货物

其他自动化设备：如无人机、汽车工业中的物流车辆、半导体生产系统等。