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工業控制主要分兩個方向,一個是運動控制,通常用于機械領域;另一個就是過程控制,通常使用于化工領域。而運動控制指的是一種起源于早期的伺服系統,基于電動機的控制,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
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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(這里指伺服電機)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于協調多個電機,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;比如數控機床里面要協調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),更著重于對電機的控制,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、軟件、電氣等模塊,例如機器人、無人機、運動平臺等等,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,因此兩個屬于容易混淆。
基本架構組成
一個運動控制系統的基本架構組成包括:
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。
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