運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷從直流到交流，從開環(huán)到閉環(huán)，從模擬到數(shù)字，直到基于PC的伺服控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展過程。從運(yùn)動(dòng)控制器件的發(fā)展看，大致經(jīng)歷下列六個(gè)階段：
① 模擬電路
早期運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一般采用運(yùn)算放大器等分立元件，以模擬電路硬件連線方式構(gòu)成。這類控制系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、精度較高、有較大帶寬等優(yōu)點(diǎn)。但與數(shù)字系統(tǒng)比較，存在老化和環(huán)境溫度的變化對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的元器件參數(shù)影響很大；元器件較多，系統(tǒng)復(fù)雜，使系統(tǒng)可靠性下降；采用硬接線，修改困難；受系統(tǒng)規(guī)模限制，難以實(shí)現(xiàn)高精度、大運(yùn)算量的復(fù)雜控制算法等缺點(diǎn)。
② 微處理器
微處理器集成了CPU、RAM、ROM等，具有運(yùn)算速度快、功率消耗低、集成度高、抗擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但總體集成度仍較低，不具備運(yùn)動(dòng)控制所需的控制算法，處理速度和能力有限等缺點(diǎn)。
③ 通用計(jì)算機(jī)
它采用高級(jí)編程語言和相應(yīng)的控制軟件，配合計(jì)算機(jī)通信接口和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電路板，可獨(dú)立組成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。可以實(shí)現(xiàn)高性能、高精度的復(fù)雜控制算法，程序修改方便。但受到通用計(jì)算機(jī)的限制，其實(shí)時(shí)性較差，體積大，難于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
④ 專用運(yùn)動(dòng)控制芯片
專用的運(yùn)動(dòng)控制芯片將實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制所需的各種邏輯功能和運(yùn)動(dòng)控制功能集成在一塊專用集成電路板內(nèi)，提供了一些專用控制指令，并具有一些輔助功能，使用戶軟件設(shè)計(jì)工作量減小到最小程度。但由于軟件算法固化，所以復(fù)雜控制算法實(shí)現(xiàn)困難，程序擴(kuò)展性和靈活性較差。
⑤ 數(shù)字信號(hào)處理器
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP：Digital Signal Processer)是集成極強(qiáng)數(shù)字信號(hào)處理能力和電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所必需輸入、輸出、模數(shù)變換、事件捕捉等外圍設(shè)備的能力的專用芯片。是一個(gè)實(shí)時(shí)處理信號(hào)的微處理器。具有體積小、功耗低、運(yùn)算速度快等特點(diǎn)。近年推出的超長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)、超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)和DSP/MCU混合處理器是DSP結(jié)構(gòu)發(fā)展的新潮流。
⑥可編程控制器
早期可編程控制器以邏輯運(yùn)算為主，不具有運(yùn)動(dòng)控制算法。近年來，PLCopen組織頒布了運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范，將運(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制和安全結(jié)合在一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。表1是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展歷史。
表1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展歷史
階段 分類 主要技術(shù)特征
早期 模擬 步進(jìn)控制器+步進(jìn)電機(jī)+電液脈沖馬達(dá)
20世紀(jì)70年代 直流模擬 基于微處理器技術(shù)的控制器+大慣量直流電機(jī)
20世紀(jì)80年代 交流模擬 基于微處理器技術(shù)的控制器+模擬式交流伺服系統(tǒng)
20世紀(jì)90年代 數(shù)字化初級(jí) 數(shù)字/模擬/脈沖混合控制，通用計(jì)算機(jī)控制器+脈沖控制式數(shù)字交流伺服系統(tǒng)
21世紀(jì)至今 全數(shù)字化 基于PC的控制器+網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信+數(shù)字伺服系統(tǒng)
我國運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展相對(duì)落后。上世紀(jì)80年代開始采用通用運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品。應(yīng)用規(guī)模小，應(yīng)用范圍窄。此外，運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)速度較慢，精度也不高。隨著對(duì)外開放政策的落實(shí)，一些國外運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品進(jìn)入國內(nèi)，一些外商和合資企業(yè)建立，促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。
2、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是包含機(jī)械工程、電子工程、控制工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)及傳感檢測(cè)技術(shù)的相互交叉和融合的綜合性技術(shù)。
①精密機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是運(yùn)動(dòng)控制的技術(shù)基礎(chǔ)。在運(yùn)動(dòng)控制中，機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單，功能更強(qiáng)，一些新機(jī)構(gòu)、新原理、新材料和新工藝被應(yīng)用，能夠滿足對(duì)各種應(yīng)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(jià)比提高等。
② 傳感檢測(cè)技術(shù)
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)需要對(duì)位置、速度、加速度等檢測(cè)，組成反饋回路，實(shí)現(xiàn)伺服控制系統(tǒng)，為此，對(duì)傳感檢測(cè)技術(shù)提出更高要求，例如，高精度檢測(cè)，快速檢測(cè)和苛刻環(huán)境條件檢測(cè)等。
③計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)
運(yùn)動(dòng)控制中涉及大量運(yùn)動(dòng)信息，因此，除了這些信息的檢測(cè)傳送外，還涉及計(jì)算機(jī)與信息處理的大量工作。例如，信息的交互、運(yùn)算、判斷、決策等。與過程控制中采用集散控制系統(tǒng)不同，它對(duì)信息處理時(shí)間要求更高，對(duì)信息實(shí)時(shí)性和交互要求更高。
④自動(dòng)控制技術(shù)
在過程控制中，控制理論是基礎(chǔ)。同樣，在運(yùn)動(dòng)控制中，控制理論也是基礎(chǔ)。由于被控對(duì)象不同，并且大量伺服系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)是非線性被控對(duì)象。因此，高精度位置控制、軌跡控制、同步控制等都需要控制理論用于指導(dǎo)。
⑤伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是在控制器輸出指令下，控制驅(qū)動(dòng)元件使其按照指令要求運(yùn)動(dòng)，因此，需要滿足運(yùn)動(dòng)過程動(dòng)態(tài)響應(yīng)等性能指標(biāo)。由于不同的伺服驅(qū)動(dòng)方式有不同的動(dòng)態(tài)性能，因此，對(duì)DC伺服、AC伺服、步進(jìn)等電動(dòng)機(jī)和變頻技術(shù)等有更高要求。而伺服技術(shù)則從DC伺服轉(zhuǎn)向AC伺服。全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)等已經(jīng)顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。
⑥系統(tǒng)總體技術(shù)
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制，因此，既要將運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)分解為各自自治又相互交互的單元，又要在總體性能要求下兼顧各個(gè)個(gè)體性能。只有這樣，才能使設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有良好的性價(jià)比，滿足應(yīng)用要求。
3、智能制造市場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品和系統(tǒng)的要求
智能制造市場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品和系統(tǒng)的要求如下：
①性能更好
表現(xiàn)為：能效高，改善能效算法，驅(qū)動(dòng)功耗低，編碼器分辨率高，運(yùn)動(dòng)控制通信總線速率高、抖動(dòng)小等。
②更安全
推行國際機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)(UL－ISO－IEC)，提供運(yùn)動(dòng)控制和安全控制一體化系統(tǒng)，采用高絕緣材料等。
③更智能
伺服驅(qū)動(dòng)器智能算法，運(yùn)動(dòng)控制軟件平臺(tái)對(duì)不同行業(yè)和裝備的針對(duì)性更強(qiáng)，以低制造成本為前提向絕對(duì)型定位驅(qū)動(dòng)反饋發(fā)展，優(yōu)化節(jié)能和降低能源損耗。
④更快速
提高伺服電機(jī)軸速，高電壓驅(qū)動(dòng)要求采用高性能IGBT和FET器件才能滿足高轉(zhuǎn)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(jī)設(shè)計(jì)降低震動(dòng)和減少電機(jī)固有諧波，控制電機(jī)功率輸入的諧波，控制電機(jī)輸入電壓和電流的波形以降低諧波。
⑥運(yùn)轉(zhuǎn)更平滑
利用DSP和FPGA的性能計(jì)算和存貯電壓電流波形，消除諧波和畸變，使運(yùn)動(dòng)速度和加速度更為平滑，高分辨的反饋信號(hào)和更好的運(yùn)動(dòng)控制總線性能也有利于運(yùn)動(dòng)平滑平穩(wěn)。
⑦體積更小
運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品安裝的空間減小，使整體產(chǎn)品體積縮小。
⑧價(jià)格更便宜
中國制造的伺服系統(tǒng)比美國至少便宜20%，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中軟件比硬件的比例更高意味著整體價(jià)格趨向于不斷下降；數(shù)字驅(qū)動(dòng)比模擬驅(qū)動(dòng)價(jià)格便宜，性能更強(qiáng)；隨著運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品越來越廣泛的運(yùn)用于各行各業(yè)，生產(chǎn)批量越來越大，它的成本可迅速下降；此外，隨著機(jī)械系統(tǒng)變得簡約，整體成本也顯著降低。
4、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問題
①長期以來，用戶能夠在很大范圍內(nèi)選擇實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的硬件。不過，每種硬件都要求獨(dú)自而無法兼容的開發(fā)軟件。即使所要求的功能完全相同，在更換另一種硬件時(shí)，也需要重新編寫軟件。這一困擾運(yùn)動(dòng)控制用戶的問題，其實(shí)質(zhì)就是如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制軟件的標(biāo)準(zhǔn)化。
②為適應(yīng)應(yīng)用需要，開發(fā)一體化的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、視覺控制開發(fā)平臺(tái)是高效、快速開發(fā)智能制造生產(chǎn)線和智能制造裝備的必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器雖然集成PLC功能，但PLC和運(yùn)動(dòng)控制是相對(duì)獨(dú)立的兩套軟件，常需要IO接口交換數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同步等，造成成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)困難。
③ 運(yùn)動(dòng)控制的要求不同。例如，機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床關(guān)注的是路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的混成緩沖等。機(jī)器人主要是面時(shí)間的定位。數(shù)控機(jī)床主要解決型面和輪廓的加工，即關(guān)注加工刀具的運(yùn)動(dòng)路徑控制。而印刷機(jī)械、包裝機(jī)械等關(guān)注的是主軸和從軸之間的同步和工藝節(jié)拍。
④由于運(yùn)動(dòng)部件有一定的質(zhì)量，為保證它能準(zhǔn)確地停在目標(biāo)位置，需要按照原來已經(jīng)定義的減速值計(jì)算驅(qū)動(dòng)器的速度，所計(jì)算的速度值用于生成一個(gè)優(yōu)化的位置參考值，在該位置開始減速，就能讓驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)確停在目標(biāo)位置。
⑤CNC和機(jī)器人這些制造單元的開放架構(gòu)問題。MES、ERP、CAM等都要求制造設(shè)備層能提供基于IT技術(shù)的軟硬件接口。而智能制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也要求CNC、機(jī)器人和其它制造單元和設(shè)備之間建立開放性的網(wǎng)絡(luò)和軟件接口。此外，傳統(tǒng)CNC采用G代碼編程，PLC采用IEC 61131-3編程語言編程。
⑥運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中為了保證返回原點(diǎn)的準(zhǔn)確，常常在靠近原點(diǎn)的某個(gè)位置設(shè)置一個(gè)位置開關(guān)強(qiáng)制減速。但在需要進(jìn)行許多點(diǎn)定位時(shí)，就很難設(shè)置多個(gè)位置開關(guān)。計(jì)算優(yōu)化開始減速的位置，必須有基準(zhǔn)位置。
PLCopen組織開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范的目的是解決上述存在的問題。基于IEC 61131-3的編程環(huán)境，將開發(fā)、設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)運(yùn)動(dòng)控制軟件和邏輯控制、安全控制和視覺控制等結(jié)合在一個(gè)操作平臺(tái)，能夠協(xié)調(diào)不同編程開發(fā)平臺(tái)，滿足運(yùn)動(dòng)控制、邏輯和安全控制視覺控制等應(yīng)用要求。
經(jīng)多年的應(yīng)用，PLCopen的運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范已經(jīng)成為獨(dú)立于運(yùn)動(dòng)控制硬件的開發(fā)平臺(tái)，它具有良好的可復(fù)用性，大大降低開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)成本。它能夠與IEC 61131-3友好地結(jié)合在同一開發(fā)環(huán)境下協(xié)調(diào)工作，也能夠在安裝和維護(hù)等各階段滿足應(yīng)用的要求。該規(guī)范的第4部分規(guī)定了各種協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的功能塊，既集合機(jī)器人、CNC和通用運(yùn)動(dòng)控制的工程軟件平臺(tái)，也將硬件和軟件一體化，成為實(shí)際應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范的智能裝備。
5、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是推動(dòng)工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)如下：
①智能化
智能控制已經(jīng)深入到運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)層次，智能化已經(jīng)成為一切工業(yè)控制設(shè)備的流行趨勢(shì)。智能化主要表現(xiàn)在下列方面：
◆具有參數(shù)記憶功能。系統(tǒng)所有參數(shù)可通過人機(jī)界面由軟件設(shè)置，并保存在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的伺服單元內(nèi)部，這些參數(shù)能夠方便地在運(yùn)動(dòng)過程中被修改和觀測(cè)。
◆具有參數(shù)自整定功能。閉環(huán)控制系統(tǒng)的參數(shù)整定，可通過自整定的控制算法實(shí)現(xiàn)，從而使控制系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，控制精度更高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快。
◆具有故障自診斷和分析功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)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(hù)和縮短調(diào)試和維護(hù)時(shí)間，降低成本。
◆具有預(yù)定義的行業(yè)應(yīng)用的宏功能，可通過簡單的行業(yè)專用宏命令實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。
②統(tǒng)一的操作平臺(tái)
為了在不同應(yīng)用中使用，軟件平臺(tái)的統(tǒng)一是極其重要的。為此，PLCopen組織專家，制定和完善了運(yùn)動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。一些制造商也根據(jù)該規(guī)范開發(fā)了相應(yīng)的操作平臺(tái)。在該平臺(tái)環(huán)境，可運(yùn)行編程程序，對(duì)不同被控對(duì)象，例如，CNC、數(shù)控機(jī)床、數(shù)據(jù)加工中心、各種類型的機(jī)器人進(jìn)行編程。也可通過該平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，完成對(duì)伺服控制系統(tǒng)的控制。這些操作平臺(tái)將邏輯運(yùn)算、運(yùn)動(dòng)控制和安全集成在一起，方便了用戶的應(yīng)用。PLC技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和CNC技術(shù)正在呈現(xiàn)融合發(fā)展的趨勢(shì)。
③數(shù)字化
采用新型高速微處理器和專用信號(hào)處理器DSP代替原來的模擬電子器件，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的伺服控制。將原來用硬件實(shí)現(xiàn)的伺服控制變成以軟件實(shí)現(xiàn)的伺服控制，使控制性能得到改善，更便于控制功能的實(shí)現(xiàn)。例如，采用NURBS樣條函數(shù)、多階多項(xiàng)式的插補(bǔ)技術(shù)，采用前饋控制算法、模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法等。觀測(cè)器和各種辨識(shí)技術(shù)被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，極大地改善了控制系統(tǒng)的控制性能，為復(fù)雜的多層網(wǎng)絡(luò)控制提供了基礎(chǔ)。數(shù)字化主要表現(xiàn)如下：
◆精確定位控制的同時(shí)，還可滿足速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的要求。
◆通過工業(yè)以太網(wǎng)可方便實(shí)現(xiàn)多軸同步控制。
◆啟動(dòng)力矩大，加減速控制功能強(qiáng)，可方便地實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。
◆便于用軟件來實(shí)現(xiàn)各類機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)過程中負(fù)載控制的要求。
◆節(jié)能潛力大。
◆數(shù)字化使硬件接線降低的同時(shí)也降低了故障的發(fā)生率。離線調(diào)試和離線編程不僅縮短工期而且有利于操作人員的培訓(xùn)。
④交流化
從目前市場(chǎng)分析看，新的伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)呈現(xiàn)全AC伺服控制的情況，說明越來越多的制造商已經(jīng)看到交流伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展已使交流伺服電機(jī)成為主流產(chǎn)品，主要表現(xiàn)為：
◆提供很寬的轉(zhuǎn)矩范圍的專用伺服電機(jī)。例如，峰值轉(zhuǎn)矩范圍從95mNm到1650Nm。
◆提供緊湊尺寸的直接驅(qū)動(dòng)的專用伺服電機(jī)。例如，專門為食品行業(yè)提供專用的不銹鋼電機(jī)，為液體和高潔凈度應(yīng)用的伺服電機(jī)等。
◆提供集成驅(qū)動(dòng)器的專用伺服電機(jī)。例如，安裝在電機(jī)上的模塊化的高度集成的伺服電機(jī)，它將電機(jī)殼體作為散熱片，縮小體積。
◆提供簡化安裝的直接驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)。例如，采用全新的DDR直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的，結(jié)合無機(jī)架直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能優(yōu)點(diǎn)和完整機(jī)架的電機(jī)安裝便利性生產(chǎn)的伺服電機(jī)。
⑤模塊化和網(wǎng)絡(luò)化
模塊化是網(wǎng)絡(luò)化的前提。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，將不同制造商的產(chǎn)品集成在同一平臺(tái)，各產(chǎn)品必須模塊化，它們有標(biāo)準(zhǔn)的接口用于互聯(lián)和互操作。網(wǎng)絡(luò)化是指利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)將不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)和各類電子終端設(shè)備互連，按一定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，達(dá)到用戶資源(硬件、軟件和數(shù)據(jù))共享的目的。目前的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)品都具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口和現(xiàn)場(chǎng)總線接口，可實(shí)現(xiàn)與其他控制設(shè)備的互聯(lián)，這也為整個(gè)車間或企業(yè)的生產(chǎn)管理提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
⑥功能專用化
根據(jù)特殊市場(chǎng)的需求，一些其他用途的專用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也越來越多地被開發(fā)和應(yīng)用。例如，圖形伺服控制的專用運(yùn)動(dòng)控制器、力伺服的專用運(yùn)動(dòng)控制器、電機(jī)專用運(yùn)動(dòng)控制器等。為此，一些制造商根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)計(jì)出個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)控制器。
6、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)迅速發(fā)展并獲得應(yīng)用。例如，在汽車、機(jī)床、儀表、各種機(jī)械工程、工業(yè)機(jī)器人和民用工業(yè)都得到廣泛應(yīng)用。
①各種機(jī)械
數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控銑床等數(shù)控設(shè)備、加工中心，包括各種數(shù)控機(jī)械加工等設(shè)備。
②機(jī)器人
各種類型的機(jī)器人。例如，焊接、裝配、搬運(yùn)、噴涂、建筑等行業(yè)的機(jī)器人、機(jī)器臂，消防、醫(yī)療、搶險(xiǎn)、輔助機(jī)器人等。此外，各種無人裝置，例如，無人機(jī)、無人駕駛汽車等。
③生產(chǎn)流水線
各種無人或少人的生產(chǎn)流水線。例如，面包生產(chǎn)線、紡織生產(chǎn)線、啤酒生產(chǎn)線等。包括各種物體、材料等輸送的生產(chǎn)流水線。
④測(cè)量測(cè)試
例如，坐標(biāo)檢測(cè)、齒輪檢測(cè)、進(jìn)給檢測(cè)、定位檢測(cè)、電子線路板測(cè)試、超聲波掃描等。
⑤軍事航空航天
例如，自行火炮、坦克等武器的火控系統(tǒng)、車(船)載衛(wèi)星移動(dòng)通信、飛機(jī)機(jī)載雷達(dá)、天線定位器、激光跟蹤裝置、天文望遠(yuǎn)鏡、空間攝影控制等。
⑥醫(yī)療設(shè)備
例如，血壓分析、CAT掃描、DNA測(cè)試、測(cè)步、尿樣測(cè)試、醫(yī)療圖像聲納、人造心臟、人造肺等。
⑦紡織機(jī)械
例如，自動(dòng)織帶機(jī)、地毯紡織機(jī)、被褥縫制機(jī)、繞線機(jī)、編織機(jī)等。
⑧半導(dǎo)體制造和測(cè)試
例如，晶體自動(dòng)輸送、電路板連接器、IC插裝機(jī)、晶片探針器、拋光機(jī)、晶片切割機(jī)、清洗設(shè)備等。
總之，運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。包括各行各業(yè)，例如，半導(dǎo)體生產(chǎn)、包裝裝配、紡織編織、軍事航天、倉儲(chǔ)碼垛、塑料加工成型、食品加工、醫(yī)療等。
運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各行各業(yè)、各領(lǐng)域發(fā)揮其作用，并產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。它是控制理論在機(jī)械工程和電力工程的完美應(yīng)用，它將微電子技術(shù)、電子電力技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電機(jī)學(xué)等技術(shù)靈活結(jié)合，是一門綜合性的學(xué)科。
發(fā)展先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前我國五大工程實(shí)施效果初顯；重大標(biāo)志性項(xiàng)目取得階段性成效；開展試點(diǎn)示范，落地生根效應(yīng)凸顯；制定分地區(qū)指南，各地差異化發(fā)展格局加快形成；制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融合效應(yīng)明顯；實(shí)施專項(xiàng)行動(dòng)，質(zhì)量品牌建設(shè)取得初步成效，相信運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在不久將來將成為中國制造的重要手段和支柱。
本文摘自彭瑜、何衍慶老師的新書《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件原理及其標(biāo)準(zhǔn)功能塊應(yīng)用》,《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)軟件原理及其標(biāo)準(zhǔn)功能塊應(yīng)用》針對(duì)智能制造對(duì)運(yùn)動(dòng)控制軟件功能的基本要求，全面論述其基礎(chǔ)技術(shù)和知識(shí)，重點(diǎn)講述PLCopen國際組織制定的運(yùn)動(dòng)控制軟件功能規(guī)范的概念、原理和功能塊。
