隨著越來越多的技術廣泛應用于工業自動化，我們已經進入了工業4.0時代。新技術不斷涌現，賦能人工智能和機器學習、數據分析、工業網絡、網絡安全和功能安全。然而，大多數工業自動化作為其他所有技術的核心，仍然依靠機器人和運動控制。

運動控制與電機控制經常同時出現，有點讓人混淆。這兩個概念有什么區別？在工業自動化中，我們如何將恰當的解決方案應用于其中一個概念，或同時應用于這兩個概念？歡迎繼續閱讀，了解運動控制和電機控制的區別以及如何使它們協同工作。

什么是運動控制？

運動控制是工業自動化系統的子系統。它同步化控制多個電機來完成一系列運動。例如，多軸機械臂需要多個電機無縫地協同運行才能做出特定的動作。運動控制主要用于軌跡規劃、速度規劃、插補算法和運動學轉換。運動控制系統經常出現在印刷、包裝和裝配應用中。

如下所示，運動控制系統通常由以下主要組件組成：

運動控制器，可生成軌跡規劃，然后向電機驅動器提供控制命令。

電機驅動器，將運動控制器的控制命令(通常是速度或扭矩信號)轉換為更高功率電壓或電流信號來驅動電機

數個電機，可根據控制命令執行運動

位置傳感器，將電機轉子的位置/速度數據提供給位置/速度控制器，實現精確的位置/速度控制

電機控制與運動控制

另一方面，電機控制是更側重于控制電機旋轉的系統或技術。典型的電機控制系統調整單個電機的扭矩、速度和位置的一個或多個參數，以達到目標值。電機的類型不同，驅動電機的要求和技術可能會有很大差異。電機控制器通常沒有規劃能力(高級驅動器只有簡單的位置和速度規劃能力)。因此，解釋電機控制和運動控制區別的簡單方法是：

電機控制是運動控制系統的一個環節（通常是電流環，在扭矩控制模式下工作）

但是，有時我們可能會混淆它們，因為電機控制的位置環/速度環/扭矩環既可以在電機控制器中使用，也可以在運動控制器中使用

現在我們知道了這兩個系統之間的差異，顯而易見，它們的設計要求及資源也大不相同。

電機控制更側重于使電機正常旋轉，或者更確切地說，是換向。為了做到這一點，電機控制器需要與各種傳感器對接，處理模擬和數字信號，并生成波形來驅動電機。所有這些都發生在非常短的時間環路內，范圍從50微秒到300微秒。

然而，運動控制通常充當系統監控器，需要在多個電機控制器之間、通過以太網(EtherCAT和TSN.)、CAN、RS485的數據等其他來源之間，以及人機界面(HMI)面板的命令之間進行通信。如上所述，運動控制器還可以參與一些電機控制任務，例如控制速度環、位置環，甚至扭矩環。因此，運動控制器的實時控制環路可以從100微秒到數百毫秒不等，具體取決于運動控制器參與的實際任務。

運動控制系統的設計

運動控制系統的設計可能相當復雜，涵蓋了電機控制、工業網絡、人機界面、編解碼器、信息安全和功能安全等許多方面。因此，它需要多個控制單元在系統中相互協調。

這里就需要全套器件方便運動控制設計人員選擇

在電機控制器方面，從使用ARMCortex-M0+內核控制簡單電機，到使用Cortex-M33內核或高效DSC內核在雙電機上運行FOC算法。

如圖所示，運動控制系統可以使用大量的MCU和MPU來實現多個電機驅動器，促進各個機械臂協同運動。

編輯：黃飛

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