運動控制是什麼？有什麼用？它是由哪些東西組成？

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什麼是運動控制？作為一個工控人，時常都會說到運動控制。那麼，在工業控制與自動化領域中，運動控制到底指的是什麼呢？

運動控制主要分兩個方向，一個是運動控制，通常用於機械領域；另一個就是過程式控制制，通常使用於化工領域。而運動控制指的是一種起源於早期的伺服系統，基於電動機的控制，以實現物體對角位移、轉矩、轉速等等物理量改變的控制。

電機控制與運動控制

在上面的定義中，有提到電機控制，但電機控制和運動控制是不同的。

從關注點來說，電機控制(這裡指伺服電機）主要關注的是控制單個電機的轉距、速度、位置中的一個或多個參數達到給定值。而運動控制主要關注點在於協調多個電機，完成指定的運動（合成軌跡、合成速度），比較著重軌跡規劃、速度規劃、運動學轉換；比如數控機床裡面要協調XYZ軸電機，完成插補動作。

電機控制常常作為運動控制系統的一個環節（通常是電流環，工作在力矩模式下），更著重於對電機的控制，一般包括位置控制、速度控制、轉矩控制三個控制環，一般沒有規劃的能力（有部分驅動器有簡單的位置和速度規劃能力）；

運動控制往往是針對產品而言的，包含機械、軟體、電氣等模塊，例如機器人、無人機、運動平台等等，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定的運動參數進行運動的一種控制。

兩者有部分內容是重合的：位置環/速度環/轉距環可以在電機的驅動器中實現，也可以在運動控制器中實現，因此兩個屬於容易混淆。

基本架構組成

一個運動控制系統的基本架構組成包括：

1、運動控制器：用以生成軌跡點（期望輸出）和閉合位置反饋環。許多控制器也可以在內部閉合一個速度環。

運動控制器主要分為三類，分別是PC-based、專用控制器、PLC。其中PC-based運動控制器在電子、EMS等行業被廣泛應用；專用控制器的代表行業是風電、光伏、機器人、成型機械等等；PLC則在橡膠、汽車、冶金等行業備受青睞。

2、驅動或放大器：用以將來自運動控制器的控制信號（通常是速度或扭矩信號）轉換為更高功率的電流或電壓信號。更為先進的智能化驅動可以自身閉合位置環和速度環，以獲得更精確的控制。

3、執行器：如液壓泵、氣缸、線性執行機或電機，用以輸出運動。

4、反饋感測器：如光電編碼器、旋轉變壓器或霍爾效應設備等，用以反饋執行器的位置到位置控制器，以實現和位置控制環的閉合。眾多機械部件用以將執行器的運動形式轉換為期望的運動形式，它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯軸器以及線性和旋轉軸承。