在設(shè)計包含運動控制的應(yīng)用時，有許多因素需要考慮。使用什么樣的電機，如何為電機選擇合適的驅(qū)動器，如何從系統(tǒng)中獲得反饋，如何同步運動，讓系統(tǒng)的不同部分共同交流，這些都是在這個過程中需要回答的問題。高性能可靠運動系統(tǒng)的設(shè)計。

　1.電機技術(shù)

　在任何類型的運動應(yīng)用中，首先需要做出的選擇是為特定應(yīng)用確定合適的電機類型。一些最常見的電機類型有步進電機、無刷或有刷伺服電機以及同步或感應(yīng)交流電機。這種選擇通常是根據(jù)特定電機的轉(zhuǎn)矩和速度特性做出的。

　對于閉環(huán)控制，反饋非常重要，有很多傳感器可用，如編碼器、分解器、轉(zhuǎn)速表等。相對編碼器提供相對于初始位置的位置信息，而絕對編碼器保持軸的絕對位置，并證明在機器啟動時需要該位置時是有用的。

　2.通信信息轉(zhuǎn)移通路

　通信總線負(fù)責(zé)將運動命令從控制器傳輸?shù)津?qū)動器。通信可以通過模擬信號、數(shù)字步進和方向命令或確定性通信總線進行。

　選擇通信總線時要考慮很多因素，其中最重要的因素是運動控制器和驅(qū)動器之間的距離以及環(huán)境噪聲的存在。例如，在嘈雜的環(huán)境中，通信總線可能比模擬信號更可行。然而，這種選擇也高度依賴于運動控制器和所選驅(qū)動程序之間的兼容性，尤其是當(dāng)它們由不同的供應(yīng)商提供時。

　3.協(xié)調(diào)

　評估運動曲線和應(yīng)用需求以確定是否有必要同步或協(xié)調(diào)多個軸是非常重要的。同步多個運動軸最基本的方法是確定一個運動矢量，將其分解成不同軸的分量，然后將這些命令同步傳輸?shù)讲煌倪\動軸。另一種方法是電子齒輪，它允許一個運動軸作為另一個軸的從動軸。在這些情況下，可以通過縮放主設(shè)定點來計算從軌跡。

　然而，可能存在與相機或傳感器同步移動的其他要求。例如，用于測試HMI的運動系統(tǒng)可能需要壓力傳感器作為反饋源，以通過探頭施加正確的壓力。在離線檢查和測試期間，攝像機可能負(fù)責(zé)控制運動系統(tǒng)。

　4.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　在設(shè)置了硬件和同步需求之后，您現(xiàn)在可以決定控制代碼將在哪里運行。建立運動控制系統(tǒng)主要有兩種方法，要么把大部分控制代碼做在單個目標(biāo)上，要么把計算分開在多個節(jié)點上。

　第一種方法可以由中央系統(tǒng)實現(xiàn)，例如帶有運動控制卡的PC。這些類型的系統(tǒng)很容易設(shè)置，但是在PCI插槽數(shù)量方面的可擴展性是有限的。另一種方法是讓監(jiān)控系統(tǒng)生成軌跡，并提供給一組分布式智能驅(qū)動器，這些驅(qū)動器負(fù)責(zé)運行較低級別的扭矩和速度控制回路。這些系統(tǒng)的唯一限制是同步僅限于通信總線。智能EtherCAT驅(qū)動程序的菊花鏈網(wǎng)絡(luò)就是這種系統(tǒng)的典型例子。

　5.開發(fā)軟件

　一些運動系統(tǒng)獨立運行，而另一些可能需要與視覺等其他系統(tǒng)集成。需要的一些功能是軟件的模塊化，這允許你改變驅(qū)動器(來自不同的供應(yīng)商)而不需要對代碼做太多的改變。此外，還可以測試軟件在仿真環(huán)境中生成的運動曲線。這通常是通過生成軌跡并繪制它們或?qū)⑺鼈儼l(fā)送到模擬驅(qū)動器或驅(qū)動器和電機模型來實現(xiàn)的。最后，在進入現(xiàn)實世界之前，使用馬達(dá)模型的能力可以幫助測試大部分代碼和一些調(diào)整。這通常通過使用與運動系統(tǒng)配合運行的機械模擬軟件來完成。