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运动控制器介绍

发表时间:2019-07-15

  

  运动控制器通常是指在复杂条件下,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动,实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。

  按照使用动力源的不同,运动控制主要可分为以电动机作为动力源的电气运动控制、以气体和流体作为动力源的气液控制和以燃料(煤、油等)作为动力源的热机运动控制等。据资料统计,在所有动力源中,90%以上来自于电动机。电动机在现代化生产和生活中起着十分重要的作用,所以在这几种运动控制中,电气运动控制应用最为广泛。

  电气运动控制是由电机拖动发展而来的,电力拖动或电气传动是以电动机为对象的控制系统的通称。运动控制系统多种多样,但从基本结构上看,一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由上位机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。其中的运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。

  运动控制器就是控制电动机的运行方式的专用控制器:比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到指定位置后又向下运行,或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在专用机器中的应用更复杂,因为后者运动形式更简单,通常被称为通用运动控制(GMC)。

  运动控制器的类型

  1、是以单片机等微处理器作为控制核心的运动控制器。这类运动控制器速度较慢、精度不高、成本相对较低,只能在一些低速运行和对轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。

  2、是以专用芯片(ASIC)作为核心处理器的运动控制器,这类运动控制器结构比较简单,大多只能输出脉冲信号,工作于开环控制方式。由于这类控制器不能提供连续插补功能,也没有前馈功能,特别是对于大量的小线段连续运动的场合不能使用这类控制器。

  3、是基于PC总线的以DSP或FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。这类开放式运动控制器以DSP芯片作为运动控制器的核心处理器,以PC机作为信息处理平台,运动控制器以插件形式嵌入PC机,即“PC+运动控制器”的模式。这样的运动控制器具有信息处理能力强,开放程度高,运动轨迹控制准确,通用性好的特点。但是这种方式存在以下缺点:运动控制卡需要插入计算机主板的PCI或者ISA插槽,因此每个具体应用都必须配置一台PC机作为上位机。这无疑对设备的体积、成本和运行环境都有一定的限制,难以独立运行和小型化。

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