電機(jī)控制與運動控制

在上面的定義中，有提到電機(jī)控制，但電機(jī)控制和運動控制是不同的。
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從關(guān)注點來說，電機(jī)控制（這里指伺服電機(jī)）主要關(guān)注的是控制單個電機(jī)的轉(zhuǎn)距、速度、位置中的一個或多個參數(shù)達(dá)到給定值。而運動控制主要關(guān)注點在于協(xié)調(diào)多個電機(jī)，完成的運動（合成軌跡、合成速度），比較著重軌跡規(guī)劃、速度規(guī)劃、運動學(xué)轉(zhuǎn)換；比如數(shù)控機(jī)床里面要協(xié)調(diào)XYZ軸電機(jī)，完成插補(bǔ)動作。

電機(jī)控制常常作為運動控制系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)（通常是電流環(huán)，工作在力矩模式下），更著重于對電機(jī)的控制，一般包括位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制三個控制環(huán)，一般沒有規(guī)劃的能力（有部分驅(qū)動器有簡單的位置和速度規(guī)劃能力）。

運動控制往往是針對產(chǎn)品而言的，包含機(jī)械、軟件、電氣等模塊，例如機(jī)器人、無人機(jī)、運動平臺等等，是對機(jī)械運動部件的位置、速度等進(jìn)行實時的控制管理，使其按照預(yù)期的運動軌跡和規(guī)定的運動參數(shù)進(jìn)行運動的一種控制。

兩者有部分內(nèi)容是重合的：位置環(huán)/速度環(huán)/轉(zhuǎn)距環(huán)可以在電機(jī)的驅(qū)動器中實現(xiàn)，也可以在運動控制器中實現(xiàn)，因此兩個屬于容易混淆。

基本架構(gòu)組成

一個運動控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)組成包括：

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

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(yè)被廣泛應(yīng)用；專用控制器的代表行業(yè)是風(fēng)電、光伏、機(jī)器人、成型機(jī)械等等；PLC則在橡膠、汽車、冶金等行業(yè)備受青睞。

驅(qū)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(zhuǎn)換為更高功率的電流或電壓信號。更為的智能化驅(qū)動可以自身閉合位置環(huán)和速度環(huán)，以獲得更精確的控制。
目前電動汽車用的電流傳感器基本都是開環(huán)的電流傳感器，之前電動汽車選用的電流傳感器都是閉環(huán)電流傳感器，因為閉環(huán)電流傳感器的精度高，響應(yīng)時間比較快，開環(huán)電流傳感器相比較幾年前的電流傳感器在性價比、結(jié)構(gòu)尺寸、高低溫特性上有很大的進(jìn)步，并且在可靠性上大大增加，這主要得益于目前的電流傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單

 

開環(huán)霍爾電流傳感器基于直測式霍爾原理，即開環(huán)原理（也稱只測試霍爾），原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中，霍爾元件固定在很小的氣隙中，對磁通進(jìn)行線性檢測，霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后，副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓，此電壓能夠精確反映原邊電流的變化。
執(zhí)行器：如液壓泵、氣缸、線性執(zhí)行機(jī)或電機(jī)，用以輸出運動。

反饋傳感器：如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器或霍爾效應(yīng)設(shè)備等，用以反饋執(zhí)行器的位置到位置控制器，以實現(xiàn)和位置控制環(huán)的閉合。

眾多機(jī)械部件用以將執(zhí)行器的運動形式轉(zhuǎn)換為期望的運動形式，它包括齒輪箱、軸、滾珠絲杠、齒形帶、聯(lián)軸器以及線性和旋轉(zhuǎn)軸承。

從運動控制器看運動控制

運動控制的出現(xiàn)更加促進(jìn)機(jī)電控制的解決方案，比如以前凸輪和齒輪都需要機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，現(xiàn)在可以使用電子凸輪、電子齒輪來實現(xiàn)，消除了機(jī)械實現(xiàn)過程的回程、摩擦和磨損等。