运动控制器原理

　　运动控制器执行着四个基本任务:传送位置反馈码；发出定位指令或运动波形；关闭位置回路和补偿稳定度。在这四个任务当中，最基本的是传送电动机位置信号和关闭位置回路。电动机位置的确定来自反馈信号，有时还有增量编码器，以及同指令位置的比较信号。实际位置和指令位置之间的差值就是所谓的位置误差。

　　控制器的任务是在无振荡载荷的条件下将位置误差减到最小程度。大多数情况下，这个任务可由比例微积块或 PID的控制算法来完成。PID的输出信号通过数字化模拟转换器进入放大器和电动机。PID控制器算法的数学表达式:

　　其中，比例系数 KP与响应速度有关；KD提供稳定性和阻尼量；积分系数 KI则决定系统的精确度。调节这三个系数能使伺服系统调协到最佳系统响应状态。

　　运动控制器还有产生波形的功能，它能产生与时间无关的位置函数与所要求的速度波形相对应。运动的基本要求可用总距离、转换速度和加速度来表明。因为电动机的位置总是同指令位置一致，运动波形则控制着运动的路径和速度，除了这些基本的任务以外，一台先进的运动控制器还可以执行高层次的功能，例如主机的处理命令、任务排序、I 处理和误差处理。这些特殊功能使控制器实现安全独立的操作。