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運動控制的多樣性

文：李方園2013年第三期

運動控制起源于早期的伺服控制。簡單地說，運動控制就是對機械運動部件的位置、速度等進行實時的控制管理，使其按照預期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進行運動。

早期的運動控制技術主要是伴隨著數(shù)控技術、機器人技術和工廠自動化技術的發(fā)展而發(fā)展的，實際上它也是可以獨立運行的專用的控制器，往往無需另外的處理器和操作系統(tǒng)支持，可以獨立完成運動控制功能、工藝技術要求的其他功能和人機交互功能。這類控制器主要針對專門的數(shù)控機械和其他自動化設備而設計，往往已根據(jù)應用行業(yè)的工藝要求設計了相關的功能，用戶只需要按照其協(xié)議要求編寫應用加工代碼文件，利用RS232或者DNC方式傳輸?shù)娇刂破鳎刂破骷纯赏瓿上嚓P的動作。

目前國內(nèi)常見的運動控制主要有以下4種類型。

1.在通用計算機上用軟件實現(xiàn)的運動控制系統(tǒng)。即在通用計算機上，利用高級語言編制相關的控制軟件，配合驅(qū)動電路板、與計算機進行信號交換的接口板，就可以構(gòu)成一個運動控制系統(tǒng)。這種實現(xiàn)方法利用計算機的高速度、強大運算能力和方便的編程環(huán)境，可以實現(xiàn)高性能、高精度、復雜的控制算法；同時，控制軟件的修改也比較方便。

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

3.以可編程邏輯器件為核心構(gòu)成的運動控制系統(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，通過軟件編程實現(xiàn)某種運動的控制算法，然后將這些算法下載到相應的可編程邏輯器件中，從而以硬件的方式實現(xiàn)最終的運動控制。

4.以可編程DSP控制器為核心構(gòu)成的運動控制系統(tǒng)。為了滿足世界范圍內(nèi)運動控制系統(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的運動控制軟件在電腦絎縫機中的應用》針對自主開發(fā)的“PC+DSP”開放式結(jié)構(gòu)的運動控制系統(tǒng)，著重對基于UML模型的運動控制系統(tǒng)軟件技術進行了研究，并開發(fā)了一套電腦絎縫機運動控制軟件，通過實際運行測試，驗證了上述設計方法的有效性。

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

運動控制伺服控制

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