运动控制系统构架

1.1.1 运动控制系统概念

运动控制是指在一定的环境中，根据给定的条件，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动。实现对被控目标机械部件精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制，以及这些控制的综合控制。
当今的运动控制，由于环境条件的复杂，使得控制方案，数据也显得越来越复杂，这样，实际中要想完成预定的动作，实现准确的运动控制，更多的依靠大型的运动控制系统。
运动控制系统包括处理运动算法和信号的控制器、增强信号，可供应运动控制器提供运动输出的放大器、执行机构、反馈系统（传感器/变送器），可基于输出和输入的比较值，调节过程变量。有的系统还包括操作员界面或主机终端前端处理设备。

1.2 运动控制系统框图

人机交互《====》运动控制器《====》驱动器======》执行机构=======

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< < == 反馈装置 << ===
1.2.1 各部分功能

Ø 人机交互：一般由上位机或触摸屏完成人机交互功能。其作用主要有两点：1. 参数初始化
这一过程是每一个控制系统都必须做的工作，所设计的系统主要根据这里下载的参数进行工作。相当于告诉系统一个运动规则。
2. 监控系统运行
也是一参数的形式报告系统当前运动状态，包括系统是否运行指定动作、运动过程中是否出错、运动进行的进度等等。
Ø 运动控制器
控制器是整个系统的核心，其功能主要是接收运动控制信号及参数，做出运算，把控制输出送到相应的驱动器或执行器。
一、运动参数，控制信号的获取
要完成一定规律的运动，必须要有一定的参数作为前提，比如速度、距离、哪一轴等，这些参数一般由上位机，或触摸屏传送到控制器中。控制信号包括各种限位，手自动转换等，这些信号一般通过数字量输入，或模拟量输入，传送到控制器内部。
二、对运动参数的运算
一般客户传送到控制器内部的参数都是比较直观的参数，这些参数还不是控制器赖以使用的实际参数，这就需要做一些转换运算，这些也是在控制器内的运算子程序中完成的。
三、运动控制
当控制器得到足够的参数后，会根据这些参数和客户编制的运动控制程序，对机械部件发出指令，控制其运动。
四、接收反馈，监控运动执行情况
在控制器发出运动指令后，会根据反馈回来的信号，对运动执行情况作出判断和调整。
五、上传监控信息
用户一般需要直观的监控整个系统的运行情况，这样控制器会根据客户的需要，把相关信息上传到上位机或触摸屏。
Ø 驱动器
受控于运动控制器，接收到运动控制指令后，按指令要求，控制电机等执行机构完成动作。
Ø 执行机构
受控于驱动器，一整个系统的动力源。系统中每一个动作都来自这里，我们所说的运动控制，其实也就是对执行机构的控制。

Ø 反馈装置
反馈装置是控制系统中比不可少的组成部分，一般都安装在执行机构上，比如电机上的码盘反馈，可以对执行机构的位置速度等进行测量并反馈到驱动器或控制器。

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