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運(yùn)動控制的多樣性

文：李方園2013年第三期

運(yùn)動控制起源于早期的伺服控制。簡單地說，運(yùn)動控制就是對機(jī)械運(yùn)動部件的位置、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理，使其按照預(yù)期的運(yùn)動軌跡和規(guī)定的運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動。

早期的運(yùn)動控制技術(shù)主要是伴隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和工廠自動化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，實(shí)際上它也是可以獨(dú)立運(yùn)行的專用的控制器，往往無需另外的處理器和操作系統(tǒng)支持，可以獨(dú)立完成運(yùn)動控制功能、工藝技術(shù)要求的其他功能和人機(jī)交互功能。這類控制器主要針對專門的數(shù)控機(jī)械和其他自動化設(shè)備而設(shè)計(jì)，往往已根據(jù)應(yīng)用行業(yè)的工藝要求設(shè)計(jì)了相關(guān)的功能，用戶只需要按照其協(xié)議要求編寫應(yīng)用加工代碼文件，利用RS232或者DNC方式傳輸?shù)娇刂破?，控制器即可完成相關(guān)的動作。

目前國內(nèi)常見的運(yùn)動控制主要有以下4種類型。

1.在通用計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動控制系統(tǒng)。即在通用計(jì)算機(jī)上，利用高級語言編制相關(guān)的控制軟件，配合驅(qū)動電路板、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號交換的接口板，就可以構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動控制系統(tǒng)。這種實(shí)現(xiàn)方法利用計(jì)算機(jī)的高速度、強(qiáng)大運(yùn)算能力和方便的編程環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)高性能、高精度、復(fù)雜的控制算法；同時(shí)，控制軟件的修改也比較方便。

2.利用專用芯片實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動控制系。為了簡化電動機(jī)模擬控制系統(tǒng)的電路，同時(shí)保持系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，一些公司推出了專用電動機(jī)控制芯片，如TI公司直流無刷電動機(jī)控制芯片UCC3626、UCC2626等。

3.以可編程邏輯器件為核心構(gòu)成的運(yùn)動控制系統(tǒng)。由于FPGA/CPLD等可編程邏輯器件的發(fā)展，人們可以利用ALTERA、XILINX等公司提供的產(chǎn)品，使用這些公司提供的開發(fā)軟件或者VHDL等開發(fā)語言，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動的控制算法，然后將這些算法下載到相應(yīng)的可編程邏輯器件中，從而以硬件的方式實(shí)現(xiàn)最終的運(yùn)動控制。

4.以可編程DSP控制器為核心構(gòu)成的運(yùn)動控制系統(tǒng)。為了滿足世界范圍內(nèi)運(yùn)動控制系統(tǒng)的需要，TI公司推出了它的TMS320x24x系列DSP控制器。

本期由趙坤撰寫的《基于UML的運(yùn)動控制軟件在電腦絎縫機(jī)中的應(yīng)用》針對自主開發(fā)的“PC+DSP”開放式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動控制系統(tǒng)，著重對基于UML模型的運(yùn)動控制系統(tǒng)軟件技術(shù)進(jìn)行了研究，并開發(fā)了一套電腦絎縫機(jī)運(yùn)動控制軟件，通過實(shí)際運(yùn)行測試，驗(yàn)證了上述設(shè)計(jì)方法的有效性。

由宋偉撰寫的《PGA在機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的應(yīng)用》介紹FPGA在一種基于DSP和FPDA的運(yùn)動控制卡控制的機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高了機(jī)器人的可靠性，并減少了系統(tǒng)的體積和功耗。

運(yùn)動控制伺服控制

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