運(yùn)動(dòng)控制器的分類(lèi)
運(yùn)動(dòng)控制器是整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，作用是執(zhí)行編寫(xiě)的程序，通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)的I/O信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算功能，對(duì)程序流程和I/O設(shè)備進(jìn)行控制，并與操作站和其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信。
根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器的核心技術(shù)方案分類(lèi)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器的核心技術(shù)方案來(lái)分，主要可分為基于模擬電路型、基于微控制單元型、基于可編程控制器型、基于通用計(jì)算機(jī)型、基于專(zhuān)用集成電路(ASIC)型、基于可編程邏輯器件型和基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)型等。
運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)被控對(duì)象分類(lèi)
運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)被控制的對(duì)象來(lái)分，可分為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器和既可對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制又可對(duì)直流或交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制器。
根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類(lèi)
運(yùn)動(dòng)控制器主要可以分為基于總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器和獨(dú)立應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)控制器及混合型運(yùn)動(dòng)控制器。
基于總線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)控制器是利用現(xiàn)有的硬件和操作系統(tǒng)，并結(jié)合用戶(hù)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的，具有高速的數(shù)據(jù)處理能力。總線(xiàn)形式上主要有ISA接口、PCI接口、VME接口、RS232接口和USB接口等。
獨(dú)立應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)控制器是將控制器、I/O、操作界面和通信接口裝入一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，伺服環(huán)的更新、I/O和操作界面均由內(nèi)部適當(dāng)?shù)能浖?lái)完成。這種控制器無(wú)法提供像基于總線(xiàn)的控制器那樣靈活的通信和操作界面，而且要集成到大型的系統(tǒng)也比較困難。但從應(yīng)用需求來(lái)看，這兩種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)控制器各有其優(yōu)點(diǎn):基于總線(xiàn)結(jié)構(gòu)型的運(yùn)動(dòng)控制器易于系統(tǒng)集成，具有很好的網(wǎng)絡(luò)功能和開(kāi)放性;獨(dú)立型運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用起來(lái)靈活機(jī)動(dòng)、系統(tǒng)升級(jí)優(yōu)化也比較容易。
混合型的運(yùn)動(dòng)控制器是由一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制器和一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器組裝而成的，既具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可以通過(guò)很多方法和協(xié)議將多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器連接在一起，進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。
運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)位置控制原理分類(lèi)
運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)位置控制原理，即有無(wú)檢測(cè)反饋傳感器及其檢測(cè)裝置，可分為開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)三種基本的運(yùn)動(dòng)控制器。
1、開(kāi)環(huán)控制運(yùn)動(dòng)控制器
無(wú)位置檢測(cè)反饋裝置，其執(zhí)行電動(dòng)機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)。此類(lèi)運(yùn)動(dòng)控制器Zda的特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出的位移指令信號(hào)流是單向的，因此不存在穩(wěn)定性問(wèn)題。但由于機(jī)械傳動(dòng)誤差不經(jīng)過(guò)反饋校正，故位置精度一般不高。
2、半閉環(huán)控制運(yùn)動(dòng)控制器
位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件，直接安裝在伺服電機(jī)或絲杠端部。由于具有位置反饋比較控制，可獲得較高的定位精度，大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。絲杠等機(jī)械傳動(dòng)誤差不能通過(guò)反饋校正，但可采用軟件定值補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)適當(dāng)提高其精度。
3、全閉環(huán)控制運(yùn)動(dòng)控制器
采用光柵等檢測(cè)元件對(duì)被控單元進(jìn)行位置檢測(cè)，可以消除從電機(jī)到被控單元之間整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，得到很高的靜態(tài)定位精度。但由于在整個(gè)控制環(huán)內(nèi)，許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙均為非線(xiàn)性，并且整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間(與電氣響應(yīng)時(shí)間相比)又非常大，使得整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性校正很困難，運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)和調(diào)整也相當(dāng)復(fù)雜。
運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)被控量的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)控制方式分類(lèi)
1、位置控制
運(yùn)動(dòng)控制器位置控制按控制原理分為點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制和連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)控制。
點(diǎn)位控制是點(diǎn)到點(diǎn)的定位控制，它不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，在此過(guò)程中也不進(jìn)行加工或測(cè)量。
連續(xù)軌跡控制又分為直線(xiàn)控制和輪廓控制。直線(xiàn)控制是指被控對(duì)象以一定速度沿某個(gè)方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(單軸或多軸聯(lián)動(dòng))，在此過(guò)程中要進(jìn)行加工或測(cè)量;輪廓控制是控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸移動(dòng)的瞬時(shí)位置與速度，通過(guò)聯(lián)動(dòng)形成一個(gè)平面或空間的輪廓曲線(xiàn)或曲面。
2、速度控制和加速度控制
運(yùn)動(dòng)控制器速度控制既可單獨(dú)使用，也可以與位置控制聯(lián)合成為雙回路控制，但主回路是位置控制，速度控制作為反饋校正，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
3、同步控制
運(yùn)動(dòng)控制器同步控制是兩軸或兩軸以上的速度或位置的同步運(yùn)動(dòng)控制，如需要有電子齒輪箱和電子凸輪 功能的系統(tǒng)控制。有的除了要求同時(shí)啟動(dòng)外，還要求位置同步，其同步精度要求較高。
4、力和力矩控制
塑料薄膜、鋼帶、布和紙張等卷取機(jī)是恒張力控制。自動(dòng)組裝機(jī)的擰緊螺母以及自動(dòng)鉆孔等場(chǎng)合，運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)采用力矩與位置同步控制。
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