运动控制系统借鉴.pdf

【运动控制系统】是一种复杂而关键的技术，它涉及电机原理、信号处理、电力电子与驱动技术、控制理论等多个领域。运动控制系统起源于早期的伺服控制，主要用于精确操控机械设备的转矩、速度和位置，以满足不同工艺需求。伺服一词最早在1873年由法国工程师Farcot提出，随着技术的发展，运动控制经历了从最初的伺服电机到现代的数控系统、机器人技术的演变。 在20世纪中叶，随着微电子技术和计算机技术的进步，交流伺服系统逐渐成熟，尤其是1973年石油危机后，电气伺服成为主流。1987年，开放式运动控制系统的研究启动，如美国空军的NGC下一代控制器研究计划，推动了开放系统体系结构标准规格（OSACA）的提出。此后，开放式模块化体系结构控制器（OMAC）等概念和技术应运而生，旨在提高制造系统的柔性和敏捷性。 运动控制系统的定义是通过对电动机的电压、电流和频率等输入参数的控制，来调整工作机械的机械量，如转矩、速度和位移，以满足预定的运行要求。系统通常由控制器、信号处理单元、功率放大与变换装置、传感器和电动机等组成。 控制电动机转速的方法主要有三种：调压调速、调阻调速和调磁调速。调压调速通过改变电压实现无级平滑调速，调阻调速通过改变电阻实现有级调速，而调磁调速则通过减弱励磁达到调速目的，但调速范围相对较小。 在控制方式上，运动控制系统分为开环和闭环两种。开环控制不包含反馈机制，控制精度低，抗干扰能力差，而闭环控制引入了反馈机制，能有效抑制扰动并迅速响应给定值的变化，从而提高控制精度和稳定性。因此，闭环控制系统在许多精密应用中更为常见。 运动控制技术的发展历程反映了科技进步对工业自动化和精密制造的深远影响，从早期的伺服控制到现代的开放式、模块化运动控制系统，这一领域不断追求更高的精度、效率和灵活性。随着科技的持续进步，未来的运动控制系统将更加智能化、集成化，有望在更多领域发挥重要作用。