本文摘自彭瑜、何衍慶老師的新書《運動控製係統軟件原理及其標準功能塊應用》第一章。

該書針對智能製造對運動控製軟件功能的基本要求，全麵論述其基礎技術和知識


，重點講述PLCopen國際組織製定的運動控製軟件功能規範的概念
、原理和功能塊。

一、 運動控製技術的發展

運動控製係統發展經曆從直流到交流，從開環到閉環
，從模擬到數字，直到基於PC的伺服控製網絡係統和基於網絡的運動控製的發展過程。從運動控製器件的發展看
，大致經曆下列階段：

① 模擬電路。早期運動控製係統一般采用運算放大器等分立元件，以模擬電路硬件連線方式構成。這類控製係統具有響應速度快
、精度較高、有較大帶寬等優點。但與數字係統比較
，存在老化和環境溫度的變化對構成係統的元器件參數影響很大
；元器件較多，係統複雜，使係統可靠性下降
；采用硬接線，修改困難；受係統規模限製，難以實現高精度、大運算量的複雜控製算法等缺點。

② 微處理器。微處理器集成了CPU、RAM、ROM等
，具有運算速度快、功率消耗低

、集成度高、抗擾性強等優點。但總體集成度仍較低，不具備運動控製所需的控製算法，處理速度和能力有限等缺點。

③ 通用計算機。它采用高級編程語言和相應的控製軟件
，配合計算機通信接口和驅動電動機的電路板
，可獨立組成運動控製係統。可以實現高性能、高精度的複雜控製算法，程序修改方便。但受到通用計算機的限製
，其實時性較差

，體積大，難於在工業現場應用。

④ 專用運動控製芯片。專(zhuan)用(yong)的(de)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)芯(xin)片(pian)將(jiang)實(shi)現(xian)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)所(suo)需(xu)的(de)各(ge)種(zhong)邏(luo)輯(ji)功(gong)能(neng)和(he)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)塊(kuai)專(zhuan)用(yong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)板(ban)內(nei)，提(ti)供(gong)了(le)一(yi)些(xie)專(zhuan)用(yong)控(kong)製(zhi)指(zhi)令(ling)，並(bing)具(ju)有(you)一(yi)些(xie)輔(fu)助(zhu)功(gong)能(neng)
，使(shi)用(yong)戶(hu)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)量(liang)減(jian)小(xiao)到(dao)最(zui)小(xiao)程(cheng)度(du)。但(dan)由(you)於(yu)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)固(gu)化(hua)
，所(suo)以(yi)複(fu)雜(za)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)實(shi)現(xian)困(kun)難(nan)，程(cheng)序(xu)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)靈(ling)活(huo)性(xing)較(jiao)差(cha)。

⑤ 數字信號處理器。數字信號處理器（DSP：Digital Signal Processer）是集成極強數字信號處理能力和電動機控製係統所必需輸入、輸出
、模數變換、事件捕捉等外圍設備的能力的專用芯片。是一個實時處理信號的微處理器。具有體積小、功耗低、運算速度快等特點。近年推出的超長指令字（VLIW）結構、超標量體係結構和DSP/MCU混合處理器是DSP結構發展的新潮流。

⑥ 可編程控製器。早期可編程控製器以邏輯運算為主，不具有運動控製算法。近年來，PLCopen組織頒布了運動控製規範，將運動控製、邏輯控製和安全結合在一個平台，實現運動控製。

表1-1是運動控製係統發展曆史。

表1-1 運動控製係統發展曆史

階段	分類	主要技術特征
早期	模擬	步進控製器+步進電機+電液脈衝馬達
20世紀70年代	直流模擬	基於微處理器技術的控製器+大慣量直流電機
20世紀80年代	交流模擬	基於微處理器技術的控製器+模擬式交流伺服係統
20世紀90年代	數字化初級	數字/模擬/脈衝混合控製，通用計算機控製器+脈衝控製式數字交流伺服係統
21世紀至今	全數字化	基於PC的控製器+網絡數字通信+數字伺服係統

我國運動控製技術的發展相對落後。上世紀80niandaikaishicaiyongtongyongyundongkongzhiqichanpin。yingyongguimoxiao
，yingyongfanweizhai。ciwai，yundongkongzhiqideyundongsudujiaoman，jingduyebugao。suizheduiwaikaifangzhengcedeluoshi，yixieguowaiyundongkongzhichanpinjinruguonei，yixiewaishangheheziqiyejianli
，cujinleyundongkongzhijishudefazhan。

二、 運動控製係統的關鍵技術

運動控製技術是包含機械工程、電子工程、控製工程

、計算機科學及傳感檢測技術的相互交叉和融合的綜合性技術。

① 精密機械技術。機械技術是運動控製的技術基礎。在運動控製中，機械結構更簡單
，功能更強，一些新機構、新原理、新材料和新工藝被應用，能夠滿足對各種應用的需要
，既提高精度和剛度，又改善性能，例如
，體積縮小
，重量降低，性價比提高等。

② 傳感檢測技術。運動控製技術需要對位置、速度、加(jia)速(su)度(du)等(deng)檢(jian)測(ce)
，組(zu)成(cheng)反(fan)饋(kui)回(hui)路(lu)，實(shi)現(xian)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，為(wei)此(ci)，對(dui)傳(chuan)感(gan)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)提(ti)出(chu)更(geng)高(gao)要(yao)求(qiu)

，例(li)如(ru)，高(gao)精(jing)度(du)檢(jian)測(ce)，快(kuai)速(su)檢(jian)測(ce)和(he)苛(ke)刻(ke)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)檢(jian)測(ce)等(deng)。

③ 計算機與信息處理技術。運動控製中涉及大量運動信息，因此，除了這些信息的檢測傳送外，還涉及計算機與信息處理的大量工作。例如，信息的交互
、運算、判斷、決策等。與過程控製中采用集散控製係統不同，它對信息處理時間要求更高，對信息實時性和交互要求更高。

④ 自動控製技術。在zai過guo程cheng控kong製zhi中zhong，控kong製zhi理li論lun是shi基ji礎chu。同tong樣yang
，在zai運yun動dong控kong製zhi中zhong，控kong製zhi理li論lun也ye是shi基ji礎chu。由you於yu被bei控kong對dui象xiang不bu同tong
，並bing且qie大da量liang伺si服fu係xi統tong的de電dian動dong機ji是shi非fei線xian性xing被bei控kong對dui象xiang。因yin此ci，高gao精jing度du位wei置zhi控kong製zhi、軌跡控製
、同步控製等都需要控製理論用於指導。

⑤ 伺服驅動技術。sifuqudongjishushizaikongzhiqishuchuzhilingxia，kongzhiqudongyuanjianshiqianzhaozhilingyaoqiuyundong，yinci
，xuyaomanzuyundongguochengdongtaixiangyingdengxingnengzhibiao。youyubutongdesifuqudongfangshiyoubutongdedongtaixingneng，yinci，duiDC伺服、AC伺服、步進等電動機和變頻技術等有更高要求。而伺服技術則從DC伺服轉向AC伺服。全閉環交流伺服驅動技術、直線電機驅動技術等已經顯現其優勢。

⑥ 係統總體技術。運yun動dong控kong製zhi技ji術shu是shi對dui整zheng個ge運yun動dong係xi統tong的de控kong製zhi，因yin此ci

，既ji要yao將jiang運yun動dong控kong製zhi係xi統tong分fen解jie為wei各ge自zi自zi治zhi又you相xiang互hu交jiao互hu的de單dan元yuan，又you要yao在zai總zong體ti性xing能neng要yao求qiu下xia兼jian顧gu各ge個ge個ge體ti性xing能neng。隻zhi有you這zhe樣yang，才cai能neng使shi設she計ji的de運yun動dong控kong製zhi係xi統tong具ju有you良liang好hao的de性xing價jia比bi，滿man足zu應ying用yong要yao求qiu。

三
、 智能製造市場對運動控製產品和係統的要求

智能製造市場對運動控製產品和係統的要求如下：

① 性能更好。表現為：能效高
，改善能效算法
，驅動功耗低，編碼器分辨率高
，運動控製通信總線速率高
、抖動小等。

② 更安全。推行國際機械安全標準（UL－ISO－IEC），提供運動控製和安全控製一體化係統
，采用高絕緣材料等。

③ 更智能。伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器(qi)智(zhi)能(neng)算(suan)法(fa)，運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)對(dui)不(bu)同(tong)行(xing)業(ye)和(he)裝(zhuang)備(bei)的(de)針(zhen)對(dui)性(xing)更(geng)強(qiang)
，以(yi)低(di)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)為(wei)前(qian)提(ti)向(xiang)絕(jue)對(dui)型(xing)定(ding)位(wei)驅(qu)動(dong)反(fan)饋(kui)發(fa)展(zhan)，優(you)化(hua)節(jie)能(neng)和(he)降(jiang)低(di)能(neng)源(yuan)損(sun)耗(hao)。

④ 更快速。提高伺服電機軸速
，高電壓驅動要求采用高性能IGBT和FET器件才能滿足高轉速輸出，低諧波，提高器件反饋帶寬至400KHz以上。

⑤ 噪聲更小。采用新的電機設計降低震動和減少電機固有諧波，控製電機功率輸入的諧波
，控製電機輸入電壓和電流的波形以降低諧波。

⑥ 運轉更平滑。利用DSP和FPGA的de性xing能neng計ji算suan和he存cun貯zhu電dian壓ya電dian流liu波bo形xing，消xiao除chu諧xie波bo和he畸ji變bian，使shi運yun動dong速su度du和he加jia速su度du更geng為wei平ping滑hua，高gao分fen辨bian的de反fan饋kui信xin號hao和he更geng好hao的de運yun動dong控kong製zhi總zong線xian性xing能neng也ye有you利li於yu運yun動dong平ping滑hua平ping穩wen。

⑦ 體積更小。運動控製產品安裝的空間減小，使整體產品體積縮小。

⑧ 價格更便宜。中國製造的伺服係統比美國至少便宜20%，運動控製係統中軟件比硬件的比例更高意味著整體價格趨向於不斷下降；數字驅動比模擬驅動價格便宜，性能更強
；隨著運動控製產品越來越廣泛的運用於各行各業，生產批量越來越大，它的成本可迅速下降；此外，隨著機械係統變得簡約，整體成本也顯著降低。

四、 運動控製係統存在的問題

① 長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)
，用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)在(zai)很(hen)大(da)範(fan)圍(wei)內(nei)選(xuan)擇(ze)實(shi)現(xian)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)硬(ying)件(jian)。不(bu)過(guo)，每(mei)種(zhong)硬(ying)件(jian)都(dou)要(yao)求(qiu)獨(du)自(zi)而(er)無(wu)法(fa)兼(jian)容(rong)的(de)開(kai)發(fa)軟(ruan)件(jian)。即(ji)使(shi)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)功(gong)能(neng)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)，在(zai)更(geng)換(huan)另(ling)一(yi)種(zhong)硬(ying)件(jian)時(shi)，也(ye)需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)編(bian)寫(xie)軟(ruan)件(jian)。這(zhe)一(yi)困(kun)擾(rao)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)用(yong)戶(hu)的(de)問(wen)題(ti)

，其(qi)實(shi)質(zhi)就(jiu)是(shi)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)軟(ruan)件(jian)的(de)標(biao)準(zhun)化(hua)。

② 為適應應用需要
，開發一體化的邏輯控製、運動控製、視覺控製開發平台是高效、快速開發智能製造生產線和智能製造裝備的必然趨勢。傳統運動控製器雖然集成PLC功能，但PLC和運動控製是相對獨立的兩套軟件，常需要IO接口交換數據實現同步等，造成成本高，係統複雜，維護困難。

③ 運動控製的要求不同。例如，機器人和數控機床關注的是路徑規劃、運(yun)動(dong)參(can)數(shu)的(de)混(hun)成(cheng)緩(huan)衝(chong)等(deng)。機(ji)器(qi)人(ren)主(zhu)要(yao)是(shi)麵(mian)時(shi)間(jian)的(de)定(ding)位(wei)。數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)主(zhu)要(yao)解(jie)決(jue)型(xing)麵(mian)和(he)輪(lun)廓(kuo)的(de)加(jia)工(gong)，即(ji)關(guan)注(zhu)加(jia)工(gong)刀(dao)具(ju)的(de)運(yun)動(dong)路(lu)徑(jing)控(kong)製(zhi)。而(er)印(yin)刷(shua)機(ji)械(xie)、包裝機械等關注的是主軸和從軸之間的同步和工藝節拍。

④ youyuyundongbujianyouyidingdezhiliang，weibaozhengtanengzhunqueditingzaimubiaoweizhi，xuyaoanzhaoyuanlaiyijingdingyidejiansuzhijisuanqudongqidesudu，suojisuandesuduzhiyongyushengchengyigeyouhuadeweizhicankaozhi
，zaigaiweizhikaishijiansu

，jiunengrangqudongqizhunquetingzaimubiaoweizhi。

⑤ CNC和機器人這些製造單元的開放架構問題。MES、ERP
、CAM等都要求製造設備層能提供基於IT技術的軟硬件接口。而智能製造技術的實現也要求CNC、機器人和其它製造單元和設備之間建立開放性的網絡和軟件接口。此外
，傳統CNC采用G代碼編程

，PLC采用IEC 61131-3編程語言編程。

⑥ 運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)返(fan)回(hui)原(yuan)點(dian)的(de)準(zhun)確(que)，常(chang)常(chang)在(zai)靠(kao)近(jin)原(yuan)點(dian)的(de)某(mou)個(ge)位(wei)置(zhi)設(she)置(zhi)一(yi)個(ge)位(wei)置(zhi)開(kai)關(guan)強(qiang)製(zhi)減(jian)速(su)。但(dan)在(zai)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)許(xu)多(duo)點(dian)定(ding)位(wei)時(shi)，就(jiu)很(hen)難(nan)設(she)置(zhi)多(duo)個(ge)位(wei)置(zhi)開(kai)關(guan)。計(ji)算(suan)優(you)化(hua)開(kai)始(shi)減(jian)速(su)的(de)位(wei)置(zhi)，必(bi)須(xu)有(you)基(ji)準(zhun)位(wei)置(zhi)。

PLCopen組織開發運動控製規範的目的是解決上述存在的問題。基於IEC 61131-3的編程環境，將開發、設計
、安裝和維護運動控製軟件和邏輯控製、安全控製和視覺控製等結合在一個操作平台，能夠協調不同編程開發平台
，滿足運動控製

、邏輯和安全控製視覺控製等應用要求。

經多年的應用，PLCopen的運動控製規範已經成為獨立於運動控製硬件的開發平台，它具有良好的可複用性，大大降低開發、應用和維護成本。它能夠與IEC 61131-3友好地結合在同一開發環境下協調工作，也能夠在安裝和維護等各階段滿足應用的要求。該規範的第4部分規定了各種協調運動的功能塊，既集合機器人、CNC和通用運動控製的工程軟件平台，也將硬件和軟件一體化，成為實際應用運動控製規範的智能裝備。

五、 運動控製係統的發展趨勢

運動控製技術是推動工業4.0的關鍵技術。其發展趨勢如下：

① 智能化。智能控製已經深入到運動控製係統的各個層次
，智能化已經成為一切工業控製設備的流行趨勢。智能化主要表現在下列方麵：

具(ju)有(you)參(can)數(shu)記(ji)憶(yi)功(gong)能(neng)。係(xi)統(tong)所(suo)有(you)參(can)數(shu)可(ke)通(tong)過(guo)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)由(you)軟(ruan)件(jian)設(she)置(zhi)，並(bing)保(bao)存(cun)在(zai)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)伺(si)服(fu)單(dan)元(yuan)內(nei)部(bu)，這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)能(neng)夠(gou)方(fang)便(bian)地(di)在(zai)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)被(bei)修(xiu)改(gai)和(he)觀(guan)測(ce)。

具(ju)有(you)參(can)數(shu)自(zi)整(zheng)定(ding)功(gong)能(neng)。閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)參(can)數(shu)整(zheng)定(ding)
，可(ke)通(tong)過(guo)自(zi)整(zheng)定(ding)的(de)控(kong)製(zhi)算(suan)法(fa)實(shi)現(xian)
，從(cong)而(er)使(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)更(geng)穩(wen)定(ding)，控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)更(geng)高(gao)，動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)更(geng)快(kuai)。

具有故障自診斷和分析功能。當係統發生故障時，係統可自動提供有用的故障信息
，例如，故障的類型、可能引起故障的原因、檢查方法和消除故障的步驟等。從而簡化維護和縮短調試和維護時間
，降低成本。

具有預定義的行業應用的宏功能，可通過簡單的行業專用宏命令實現複雜的功能。

② 統一的操作平台。為了在不同應用中使用，軟件平台的統一是極其重要的。為此，PLCopen組(zu)織(zhi)專(zhuan)家(jia)
，製(zhi)定(ding)和(he)完(wan)善(shan)了(le)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)標(biao)準(zhun)規(gui)範(fan)。一(yi)些(xie)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)根(gen)據(ju)該(gai)規(gui)範(fan)開(kai)發(fa)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)操(cao)作(zuo)平(ping)台(tai)。在(zai)該(gai)平(ping)台(tai)環(huan)境(jing)，可(ke)運(yun)行(xing)編(bian)程(cheng)程(cheng)序(xu)，對(dui)不(bu)同(tong)被(bei)控(kong)對(dui)象(xiang)
，例(li)如(ru)
，CNC、數控機床、數據加工中心
、各種類型的機器人進行編程。也可通過該平台
，實現人機交互，完成對伺服控製係統的控製。這些操作平台將邏輯運算、運動控製和安全集成在一起

，方便了用戶的應用。PLC技術
、機器人技術和CNC技術正在呈現融合發展的趨勢。

③ 數字化。采用新型高速微處理器和專用信號處理器DSP代(dai)替(ti)原(yuan)來(lai)的(de)模(mo)擬(ni)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)，實(shi)現(xian)全(quan)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)。將(jiang)原(yuan)來(lai)用(yong)硬(ying)件(jian)實(shi)現(xian)的(de)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)變(bian)成(cheng)以(yi)軟(ruan)件(jian)實(shi)現(xian)的(de)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)，使(shi)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)得(de)到(dao)改(gai)善(shan)，更(geng)便(bian)於(yu)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)的(de)實(shi)現(xian)。例(li)如(ru)，采(cai)用(yong)NURBS樣條函數、多階多項式的插補技術，采用前饋控製算法
、模糊控製算法、神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi算suan法fa等deng。觀guan測ce器qi和he各ge種zhong辨bian識shi技ji術shu被bei應ying用yong於yu運yun動dong控kong製zhi係xi統tong中zhong，極ji大da地di改gai善shan了le控kong製zhi係xi統tong的de控kong製zhi性xing能neng，為wei複fu雜za的de多duo層ceng網wang絡luo控kong製zhi提ti供gong了le基ji礎chu。數shu字zi化hua主zhu要yao表biao現xian如ru下xia：

精確定位控製的同時
，還可滿足速度控製和轉矩控製的要求。

通過工業以太網可方便實現多軸同步控製。

啟動力矩大，加減速控製功能強，可方便地實現快速運動。

便於用軟件來實現各類機械裝置運動過程中負載控製的要求。

節能潛力大。

數字化使硬件接線降低的同時也降低了故障的發生率。離線調試和離線編程不僅縮短工期而且有利於操作人員的培訓。

④ 交流化。從目前市場分析看
，新的伺服控製係統已經呈現全AC伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)的(de)情(qing)況(kuang)

，說(shuo)明(ming)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)製(zhi)造(zao)商(shang)已(yi)經(jing)看(kan)到(dao)交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)優(you)點(dian)。變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)已(yi)使(shi)交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)成(cheng)為(wei)主(zhu)流(liu)產(chan)品(pin)，主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)為(wei)：

提供很寬的轉矩範圍的專用伺服電機。例如，峰值轉矩範圍從95mNm到1650Nm。

提供緊湊尺寸的直接驅動的專用伺服電機。例如，專門為食品行業提供專用的不鏽鋼電機，為液體和高潔淨度應用的伺服電機等。

提供集成驅動器的專用伺服電機。例如，安裝在電機上的模塊化的高度集成的伺服電機
，它將電機殼體作為散熱片
，縮小體積。

提供簡化安裝的直接驅動的伺服電機。例如
，采用全新的DDR直接驅動技術的，結合無機架直接驅動電機的性能優點和完整機架的電機安裝便利性生產的伺服電機。

⑤ 模塊化和網絡化。模mo塊kuai化hua是shi網wang絡luo化hua的de前qian提ti。為wei實shi現xian網wang絡luo化hua，將jiang不bu同tong製zhi造zao商shang的de產chan品pin集ji成cheng在zai同tong一yi平ping台tai
，各ge產chan品pin必bi須xu模mo塊kuai化hua
，它ta們men有you標biao準zhun的de接jie口kou用yong於yu互hu聯lian和he互hu操cao作zuo。網wang絡luo化hua是shi指zhi利li用yong通tong信xin技ji術shu和he計ji算suan機ji技ji術shu將jiang不bu同tong地di點dian的de計ji算suan機ji和he各ge類lei電dian子zi終zhong端duan設she備bei互hu連lian
，按an一yi定ding網wang絡luo協xie議yi相xiang互hu通tong信xin，達da到dao用yong戶hu資zi源yuan（硬件、軟件和數據）共gong享xiang的de目mu的de。目mu前qian的de運yun動dong控kong製zhi係xi統tong產chan品pin都dou具ju有you標biao準zhun的de通tong信xin接jie口kou和he現xian場chang總zong線xian接jie口kou
，可ke實shi現xian與yu其qi他ta控kong製zhi設she備bei的de互hu聯lian，這zhe也ye為wei整zheng個ge車che間jian或huo企qi業ye的de生sheng產chan管guan理li提ti供gong了le堅jian實shi基ji礎chu。

⑥ gongnengzhuanyonghua。genjuteshushichangdexuqiu

，yixieqitayongtudezhuanyongyundongkongzhixitongyeyuelaiyueduodibeikaifaheyingyong。liru
，tuxingsifukongzhidezhuanyongyundongkongzhiqi、力伺服的專用運動控製器、電機專用運動控製器等。為此，一些製造商根據應用需要設計出個性化的運動控製器。

六、 運動控製技術的應用領域

運動控製技術已經在各行各業迅速發展並獲得應用。例如，在汽車、機床、儀表、各種機械工程、工業機器人和民用工業都得到廣泛應用。

① 各種機械。數控機床，包括數控車床、數控磨床、數控銑床等數控設備、加工中心，包括各種數控機械加工等設備。

② 機器人。各種類型的機器人。例如
，焊接、裝配、搬運、噴塗、建築等行業的機器人、機器臂，消防、醫療
、搶險、輔助機器人等。此外，各種無人裝置，例如，無人機、無人駕駛汽車等。

③ 生產流水線。各種無人或少人的生產流水線。例如，麵包生產線、紡織生產線
、啤酒生產線等。包括各種物體、材料等輸送的生產流水線。

④ 測量測試。例如，坐標檢測、齒輪檢測
、進給檢測、定位檢測
、電子線路板測試、超聲波掃描等。

⑤ 軍事航空航天。例如，自行火炮、坦克等武器的火控係統、車（船）載衛星移動通信、飛機機載雷達、天線定位器

、激光跟蹤裝置、天文望遠鏡
、空間攝影控製等。

⑥ 醫療設備。例如，血壓分析、CAT掃描、DNA測試
、測步
、尿樣測試、醫療圖像聲納
、人造心髒
、人造肺等。

⑦ 紡織機械。例如，自動織帶機、地毯紡織機
、被褥縫製機
、繞線機、編織機等。

⑧ 半導體製造和測試。例如

，晶體自動輸送、電路板連接器
、IC插裝機

、晶片探針器
、拋光機、晶片切割機、清洗設備等。

總之，運動控製的應用領域十分廣泛。包括各行各業，例如，半導體生產、包裝裝配
、紡織編織
、軍事航天

、倉儲碼垛、塑料加工成型
、食品加工、醫療等。

運動控製技術已經在國民經濟和社會發展的各行各業、各領域發揮其作用
，並產生巨大經濟效益。它是控製理論在機械工程和電力工程的完美應用，它將微電子技術、電子電力技術

、計算機和信息技術
、傳感檢測技術、電機學等技術靈活結合

，是一門綜合性的學科。

發展先進運動控製技術具有極其重要的現實意義。

目前我國五大工程實施效果初顯；重大標誌性項目取得階段性成效；開展試點示範，落地生根效應凸顯；製定分地區指南
，各地差異化發展格局加快形成
；製造業與互聯網融合效應明顯；實施專項行動，質量品牌建設取得初步成效
，相信運動控製技術在不久將來將成為中國製造的重要手段和支柱。

作者簡介

彭瑜，教授級高工


，上海工業自動化儀表研究院技術顧問，PLCopen中國組織名譽主席
，工信部智能製造標準化體係建設工作組專家，國家智能製造標準化協調推進組專家谘詢組專家。