运动控制技术介绍
1、运动控制技术
运动控制主要用于机械传动装置的计算机控制，对机械传动装置中电机的位置、速度进行实时的控制管理，使运动部件按照预期的轨迹和规定运动参数完成相应的动作。
在运动控制系统中，按机械运动的轨迹分类，可分为点位、直线、轮廓控制等。点位控制又称为点到点控制，是一种从某一位置向另一位置移动时，不管中间的移动轨迹如何，只要最后能正确到达目标位置的控制方式。这类控制在移动过程中，对两点间的移动速度及运动轨迹没有严格要求，可以先沿一个坐标移动完毕，再沿另一个坐标移动，也可以沿多个坐标同时移动。直线控制又称为平行控制，这类运动除了控制点到点的准确位置之外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。轮廓控制又称为连续轨迹控制，这类运动能够对两个或两个以上运动坐标的位移及速度进行连续相关的控制，因而可以进行曲线或曲面的运动。现代数控机床及机器人绝大多数具有两个坐标或两个坐标以上联动的功能，如 6轴（或自由度、维）控制的机械手，其运动可以给定在空间的任意方向。
在运动控制系统中，按执行部件的类型分类，可分为开环、闭环和半闭环伺服系统。采用步进电机驱动的开环系统，没有位置反馈和校正控制，其位移精度取决于步进电机的步距角及传动机构的精度等。而闭环和半闭环伺服系统多了位移测量和位置比较环节，这样可达到比开环系统更高的精度和运行速度。
2、运动控制技术的构成
运动控制技术包括轨迹控制、伺服控制两大基本技术。是计算机、微电子、传感器与测试、自动控制、电力电子和机电一体化等技术综合应用的产物。
3、运动控制卡
所谓运动控制卡，就是利用高性能微处理器（如 DSP ）及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制，具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能。这些功能能通过计算机方便地调用。
运动控制技术应用前景
在军事自动化 (MA) 、工厂自动化 (FA) 、办公自动化 (OA) 和家庭自动化 (HA) 中，大量存在对运动机构进行精确控制的任务。作为自动控制的重要分支，运动控制技术在这里大显身手， 运动控制卡是机电一体化产品与系统中的关键部件， 其应用领域极其广泛， 它可以直接用于电子机械设备、机器人、数控机床、医疗设备、液压控制设备、印刷机械等设备上， 正是由于运动系统能够实现对运动轨迹、运动速度、定位精度以及重复定位精度的精确控制要求，在各类控制工程中有着广泛应用前景，因此运动控制系统目前已成为控制科学应用领域中一个很有意义的研究方向。
步进电机与伺服电机的区别
1、控制精度不同
两相混合式步进电机步距角一般为 3.6 °、 1.8° ，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、 0.36° 。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为 0.09° ；德国百格拉公司（ BERGER LAHR ）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8° 、 0.9° 、 0.72° 、 0.36° 、 0.18° 、 0.09° 、 0.072° 、 0.036° ，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准 2500 线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为 360°/10000=0.036° 。对于带 17 位编码器的电机而言，驱动器每接收 2 17 =131072 个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为 360°/131072=9.89 秒。是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的 1/655 。
2、低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（ FFT ），可检测出机械的共振点，便于系统调整。
3、矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在 300 ～ 600RPM 。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为 2000RPM 或 3000RPM ）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
4、过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。
5、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
6、速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要 200 ～ 400 毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下 MSMA 400W 交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速 3000RPM 仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。