运动控制技术日益受到世界各国的高度重视,已成为机电一体化的关键技术。特别是由面向传统数控加工行业专用的运动控制技术发展为面向各行业的开放的、能结合具体应用要求的先进运动控制技术后,更彰显出其巨大的发展潜力。本文从运动控制技术的产生、现状及发展趋势等方面探讨了运动控制技术的发展。

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第2 4卷 Vo . 4 12

第 1期 N . o 1

中州大学学报 J OUR NAL OF Z HONGZ HOU UNI VER I Y ST

20 0 7年 1 月 Jn 2 0 a .0 7

浅谈运动控制技术的发展现状及应用前景 薛培军刘冬敏， ( .州大学，州 40 1;.1究所教育中心，州 4 0 1 ) 1中郑 50 5 273研郑 505 摘要：运动控制技术日益受到世界各国的高度重视，已成为机电一体化的关键技术。特别是由面向传统数控

加工行业专用的运动控制技术发展为面向各行业的开放的、结合具体应用要求的先进运动控制技术后，彰显出能更

其巨大的发展潜力。本文从运动控制技术的产生、现状及发展趋势等方面探讨了运动控制技术的发展。 关键词：运动控制技术；运动控制器；发展现状；发展趋势中图分类号：G 5 T 69文献标识码： A文章编号：0 8— 7 5 20 ) 1— 15— 2 10 3 1 (0 7 0 0 2 0

运动控制( tnC nr1起源于早期的伺服控制 ( e- Moo o t ) i o Sr

用、福特和克莱斯勒三大汽车公司研制的“开放式、模块化体系结构控制器 ( M C),目的是用更加开放、 O A”其更加模块

r C ai。简单地说， o hns me m)运动控制就是对机械传动装置的计算机控制，即对机械运动部件的位置、度等进行实时的速控制管理。使其按照预期的轨迹和规定的运动参数完成相应 的动作。 随着计算机技术和微电子技术的发展，电一体化技术机

化的控制结构使制造系统更加柔性、加敏捷。近年来，更随 着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独 立的工业自动化控制类产品，已经被越来越多的产业领域接

受，并且已经达到一个引人瞩目的市场规模。我国在运动控制器产品开发方面相对滞后，9 9年固高科技有限公司开 19始开发、生产开放式运动控制器，随后，国内又有其他几家公司进入该领域，实际上，但其大多是在国内推广国外生产的运动控制器产品，真正进行自主开发的公司较少。“五”八 期间，国广大科研工作者成功地开发了两种数控平台和华我中I、型蓝天 I型、航天 I型、中华 I型等 4种基本系统，这

得到迅速发

展，运动控制技术作为其关键的组成部分，得也到了前所未有的大发展，各种运动控制的新技术、新产品层出不穷，使产品结构和生产系统结构都发生了质的变化。本 文就国内外运动控制技术的现状及发展趋势予以介绍。 一

、

运动控制技术的产生与发展现状

早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术 ( N、 C C)机 器人技术 ( ooi ) R bt s和工厂自动化技术的发展而发展的。最 c

些系统采用模块化、嵌入式的软、硬件结构。其中以华中 I 型较具代表性，它采用工业 P c机上插接口卡的结构，运行 在 D S平台上， O具有较好的模块化、层次化特点，具有一定

初的运动控制器实际上是可以独立运行的专用控制器，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、艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制工器可以成为独立运行 ( tn Sad—a n ) l e的运动控制器， o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

的扩展和伸缩性。但从整体上来说，这些系统还是数控系 统。不是独立的开放式运动控制器产品。由此可见，国在我

运动控制技术的研究和应用方面与美国等发达国家相比还 有较大差距。 二、种运动控制技术的发展及应用前景几

用行业的工艺要求设计了功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，用 R 22或者 D C方式传输到利 S3 N控制器，控制器即可完成相关的动作。但这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅 仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而

随着机电一体化技术的发展，界各国对运动控制技术世

越来越重视。各种运动控制的新技术、新产品如雨后春笋层

出不穷。下面介绍几种有代表性的运动控制技术。 1全闭环交流伺服驱动技术 ( ul lsdA ev ) . F lc e C sr o o

重组自己的运动控制系统。通用运动控制器的发展成为市 场的必然需求。18 97年，国政府组织开放式运动控制系美统的研究，即下一代控制器 ( G研究计划。该计划首先提 N C)

在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系统的驱 动器

对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器

出了开放体系结构控制器的概念，制定了“开放系统体系结构标准规格 ( S C”自 19 O A A)。 9 6年开始，国几个大的科美 研机构对 N C计划分别发表了相应的研究成果， G如美国国际标准研究院研制的“增强型机床控制器 ( MC” E )。美国通 收稿日期：06—0 20 9~2 0

和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。位置控制分 辨率高，可靠性好。 通常情况下，带位置环的伺服系统，位置环的反馈采样

作者简介：薛培军 (9 2 )男， 16一，河南省虞城县人，中州大学副校长，教授。

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