運(yùn)動(dòng)控制（MC）是自動(dòng)化的一個(gè)分支，它使用通稱為伺服機(jī)構(gòu)的一些設(shè)備如液壓泵，線性執(zhí)行機(jī)或者是電機(jī)來控制機(jī)器的位置或速度。

運(yùn)動(dòng)控制在機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用要比在專用機(jī)器中的應(yīng)用更復(fù)雜，因?yàn)楹笳哌\(yùn)動(dòng)形式更簡(jiǎn)單，通常被稱為通用運(yùn)動(dòng)控制（GMC）。運(yùn)動(dòng)控制被廣泛應(yīng)用在包裝、印刷、紡織和裝配工業(yè)中。

運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展

傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(過去)

機(jī)械直線軸系

PLC控制

混合機(jī)械系統(tǒng)(現(xiàn)在)

機(jī)械直線軸系

分布式智能伺服驅(qū)動(dòng)

PLC控制

控制系統(tǒng)中，控制對(duì)象的關(guān)鍵參數(shù)：

? 力矩：輸出力矩、響應(yīng)，力矩?cái)_動(dòng)

? 轉(zhuǎn)速：恒速、調(diào)速、加減速

? 位置：分辨率、定位精度、軌跡

典型的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

運(yùn)動(dòng)控制用電機(jī)的種類

? 直流電動(dòng)機(jī)

? 交流電動(dòng)機(jī)

? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

? 直線電動(dòng)機(jī)

下面將分別講述各種電機(jī)的特點(diǎn)：

1.直流電動(dòng)機(jī)

直流電機(jī)的勵(lì)磁方式分為：永磁和勵(lì)磁，最大的特點(diǎn)是：n∝U，即轉(zhuǎn)速正比于電壓。直流電動(dòng)機(jī)的問題是：

2.交流電機(jī)

利用交流電在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由交流電的頻率決定，一般多用于恒速運(yùn)行的場(chǎng)合。

交流電機(jī)的運(yùn)行原理

交流電機(jī)實(shí)例

交流電機(jī)又分為同步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)（異步）電動(dòng)機(jī)，而同步電動(dòng)機(jī)按照勵(lì)磁方式分，又分為激磁式和永磁式。

交流同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子

3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

? 將電脈沖轉(zhuǎn)換成角位移的電動(dòng)機(jī)

? 力矩的產(chǎn)生是基于定轉(zhuǎn)子之間由磁阻效應(yīng)

結(jié)構(gòu)示意圖

運(yùn)行原理圖

運(yùn)行特點(diǎn)：

? 輸入脈沖數(shù)對(duì)應(yīng)角位移量

? 靜止時(shí)具有一定的保持力矩

4.直線電動(dòng)機(jī)：

直線電機(jī)特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：直接產(chǎn)生推力、高速運(yùn)行、無接觸運(yùn)行、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：效率和功率因數(shù)相對(duì)較低，成本高

介紹過了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中電機(jī)的原理及特點(diǎn)，再介紹一下如何選擇電機(jī)，重要的考慮因素如下：

? 負(fù)載所需的功率和力（扭）矩

? 負(fù)載的機(jī)械特性

? 其他要求，如速度的變化范圍、精度，力矩的變化和響應(yīng)

? 工作方式，如連續(xù)或間歇

? 噪音的要求

? 外形及安裝形式、尺寸等

? 使用環(huán)境

常用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

電機(jī)的主要應(yīng)用場(chǎng)合：

調(diào)速：交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、直流無刷電機(jī)

定位：步進(jìn)電機(jī)、永磁同步伺服電機(jī)、直線電機(jī)