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運動控制器 |
運動控制(Motion Control)通常是指在複雜條件下將預定的控制方案、規劃指令轉變成期望的機械運動,實現機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉矩或力的控制。運動控制器就是控制電動機的運行方式的專用控制器:比如電動機在由行程開關控制交流接觸器而實現電動機拖動物體向上運行達到指定位置後又向下運行,或者用時間繼電器控制電動機正反轉或轉一會停一會再轉一會再停。運動控制在機器人和數控機床的領域內的應用要比在專用機器中的應用更複雜,因為後者運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制(GMC)。
簡介
運動控制(Motion Control)通常是指在複雜條件下,將預定的控制方案、規劃指令轉變成期望的機械運動,實現機械運動精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉矩或力的控制。按照使用動力源的不同,運動控制主要可分為以電動機作為動力源的電氣運動控制、以氣體和流體作為動力源的氣液控制和以燃料(煤、油等)作為動力源的熱機運動控制等。據資料統計,在所有動力源中,90%以上來自於電動機。電動機在現代化生產和生活中起着十分重要的作用,所以在這幾種運動控制中,電氣運動控制應用最為廣泛。電氣運動控制是由電機拖動發展而來的,電力拖動或電氣傳動是以電動機為對象的控制系統的通稱。運動控制系統多種多樣,但從基本結構上看,一個典型的現代運動控制系統的硬件主要由上位機、運動控制器、功率驅動裝置、電動機、執行機構和傳感器反饋檢測裝置等部分組成。其中的運動控制器是指以中央邏輯控制單元為核心、以傳感器為信號敏感元件、以電機或動力裝置和執行單元為控制對象的一種控制裝置。運動控制器就是控制電動機的運行方式的專用控制器:比如電動機在由行程開關控制交流接觸器而實現電動機拖動物體向上運行達到指定位置後又向下運行,或者用時間繼電器控制電動機正反轉或轉一會停一會再轉一會再停。運動控制在機器人和數控機床的領域內的應用要比在專用機器中的應用更複雜,因為後者運動形式更簡單,通常被稱為通用運動控制(GMC)。運動控制器是決定自動控制系統性能的主要器件。對於三菱系列,運動CPU就是運動控制器。對於簡單的運動控制系統,採用單片機設計的運動控制器即可滿足要求,且性價比較高。
評價
基於PC總線的以DSP和FPGA作為核心處理器的開放式運動控制器,這類運動控制器以DSP芯片作為運動控制器的核心處理器,以PC機作為信息處理平台,運動控制器以插卡形式嵌入PC機,即「PC+運動控制器」的模式。這樣將PC機的信息處理能力和開放式的特點與運動控制器的運動軌跡控制能力有機結合在一起,具有信息處理能力強、開放程度高、運動軌跡控制準確、通用性好的特點。這類控制器充分利用了DSP的高速數據處理能力和FPGA的超強邏輯處理能力,便於設計出功能完善、性能優越的運動控制器。這類運動控制器通常都能提供板上的多軸協調運動控制和複雜的運動軌跡規劃、實時地插補運算、誤差補償、伺服濾波算法,能夠實現閉環控制。由於採用FPGA技術來進行硬件設計,方便運動控制器供應商根據客戶的特殊工藝要求和技術要求進行個性化的定製,形成獨特的產品。 [1]