运动控制(二)

在上期提到运动控制系统的功能包括: 速度控制、点位控制、电子齿轮。

而它速度控制的方法也有很多种:

调压调速: 改变电压来调节速度。

调阻调速: 增加电阻来调节速度。

调磁调速: 减小励磁来调节速度。

三种调速方法的性能与比较：改变电阻只能有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，在基速以上作小范围的弱磁升速，调压调速能在较大的范围内无级平滑调速。

以下是一个调速的例子:

运动控制系统其實可分成很多種類:

按被控量：调速系统、位置随动系统

按驱动电机类型：直流传动系统、交流传动系统

按控制器分：模拟控制系统、数字控制系统

其他：单环、双环、多环等。

但如以控制方式分類可分為三大類別: 开环控制、闭环控制及复合控制。

先介紹开环控制

开环控制的结构最简单﹐控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制方式，即系统的输出量对系统的控制量无影响。即是有去无回。

开环系统没有检测设备，组成简单，但选用的元器件要严格保证质量要求。

开环控制系统不能检测误差，也不能校正误差。控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。因此，一般仅用于可以不考虑外界影响，或惯性小，或精度要求不高的一些场合。

闭环控制

它是現時最常用的控制方式。控制装置与被控对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制方式。即是有去有回。反饋系統可用作检测偏差、消除偏差。

闭环控制有更高的控制精度；抗干扰能力强。因為闭环控制系统不管外部扰动或系统内部变化，只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。

但系统相对复杂；若参数选择不当，被控量可能出现振荡，严重时会使系统无法工作。

复合控制

是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式。它是在闭环控制回路的基础上，附上一个输入信号或扰动信号（是破坏系统输入量和输出量之间预定规律的信号）的顺馈通路，用来提高系统的控制精度。

其實运动控制系統中最重要的部件就是运动控制器，它是整個系統的核心。

它要计算每个预定运动轨迹。它需要一个专门的资源以保证高度的确定性。运动控制器利用其所计算出来的运动轨迹来决定合适的扭矩命令，然后将其发送至电动机放大器，才真正产生运动。控制器还必须通过监测限制条件和紧急制动条件，来关闭控制环并处理监控(supervisory control)，从而保证安全操作。

运动控制器从结构上主要分为以下三大类：

基于计算机标准总线的运动控制器

它是把具有开放体系结构，独立于计算机的运动控制器与计算机相结合构成。可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部 I/O 之间的标准化通用接口功能，这种运动控制器是市场上的主流产品。

Soft 型开放式运动控制器

它提供给用户最大的灵活性，它的运动控制软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部 I/O 之间的标准化通用接口。用户可以利用开放的运动控制内核，开发所需的控制功能，构成各种类型的高性能运动控制系统，的特点是开发、制造成本相对较低，能够给予系统集成商和开发商更加个性化的开发平台。

嵌入式结构的运动控制器

这种运动控制器是把计算机嵌入到运动控制器中的一种产品，它能够独立运行。运动控制器与计算机之间的通信依然是靠计算机总线，实质上是基于总线结构的运动控制器的一种变种。这种产品采用了更加可靠的总线连接方式（采用针式连接器）更加适合工业应用。

說了這麼多理論，現就介紹一下动控制跟我們生活中的關系。

运动规划功能

实际上是形成运动的速度和位置的基准量。可以改善轨迹的精度，而且其影响作用还可以降低对传动系统以及机械传递元件的要求。对于高加速度、小行程运动的快速定位系统如 PCB 钻床、SMT 机，十分有用。

多轴插补、连续插补功能

通用运动控制器提供的多轴插补功能在数控机械行业获得了广泛的应用。近年来，由于雕刻机市场，特别是模具雕刻机市场的快速发展，推动了运动控制器的连续插补功能的发展。

电子齿轮与电子凸轮功能

大大地简化机械设计，而且可以实现许多机械齿轮与凸轮难以实现的功能。电子齿轮可以实现多个运动轴按设定的齿轮比同步运动，这使得运动控制器在定长剪切（fixed-length cutting）和无轴传动的套色印刷方面有很好的应用。在机械凸轮的淬火加工、异型玻璃切割和全电机驱动弹簧机等领域有良好的应用。

以上只是针对一些运动控制器特有的功能的应用，在日常生活中运动控制的例子多不胜数。如升降机、商场入门的自动门、机械臂、皮带式输送机系统等等。

今期就来到这，希望大家通过这两期的blog明白什么是运动控制。