运动控制起源于早期的伺服控制。简单地说,运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。
早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的,实际上它也是可以独立运行的专用的控制器,往往无需另外的处理器和操作系统支持,可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计,往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能,用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件,利用RS232或者DNC方式传输到控制器,控制器即可完成相关的动作。
目前国内常见的运动控制主要有以下4种类型。
1.在通用计算机上用软件实现的运动控制系统。即在通用计算机上,利用高级语言编制相关的控制软件,配合驱动电路板、与计算机进行信号交换的接口板,就可以构成一个运动控制系统。这种实现方法利用计算机的高速度、强大运算能力和方便的编程环境,可以实现高性能、高精度、复杂的控制算法;同时,控制软件的修改也比较方便。
2.利用专用芯片实现的运动控制系。为了简化电动机模拟控制系统的电路,同时保持系统的快速响应能力,一些公司推出了专用电动机控制芯片,如TI公司直流无刷电动机控制芯片UCC3626、UCC2626等。
3.以可编程逻辑器件为核心构成的运动控制系统。由于FPGA/CPLD等可编程逻辑器件的发展,人们可以利用ALTERA、XILINX等公司提供的产品,使用这些公司提供的开发软件或者VHDL等开发语言,通过软件编程实现某种运动的控制算法,然后将这些算法下载到相应的可编程逻辑器件中,从而以硬件的方式实现最终的运动控制。
4.以可编程DSP控制器为核心构成的运动控制系统。为了满足世界范围内运动控制系统的需要,TI公司推出了它的TMS320x24x系列DSP控制器。
本期由赵坤撰写的《基于UML的运动控制软件在电脑绗缝机中的应用》针对自主开发的“PC+DSP”开放式结构的运动控制系统,着重对基于UML模型的运动控制系统软件技术进行了研究,并开发了一套电脑绗缝机运动控制软件,通过实际运行测试,验证了上述设计方法的有效性。
由宋伟撰写的《PGA在机器人运动控制系统的应用》介绍FPGA在一种基于DSP和FPDA的运动控制卡控制的机器人运动控制系统中的应用,提高了机器人的可靠性,并减少了系统的体积和功耗。
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