前言

随着科技、电力电子及计算机技术的发展，尤其是近年来网络的迅猛发展，为运动控制的高速发展提供了非常有利的条件，运动控制将以前的半自动化完全变成全自动化，由单一控制变成多轴多任务控制，产品的质量及生产效率由依赖于人变成了依赖于机器，运动控制越来越受到人们的重视。

无论是传统的制造业，如冶金行业的开卷线及飞剪、造纸行业的张力控制、印刷行业的位置同步及色标追踪、包装行业的纸张及薄膜的分切和复卷等，还是新兴行业，如太阳能行业多晶硅切割的线锯、电池行业的方形卷绕及叠片、物流行业的堆垛机及环穿车等，这些应用中运用了大量的运动控制，运动控制为产品的质量及生产效率提供了最大保障。

运动控制是对产品在生产过程中各个环节更精细、更精准的控制，运动控制的特点是注重系统的响应速度、控制精度、动态反应、同步性及一致性，而且绝大多数产品有多轴控制的需求，需要多个传动轴之间相互配合来完成，而运动控制系统能够很好地协调各轴之间的关系，保证轴与轴之间的同步性，即使出现由于外界负载的变化而产生的系统扰动，运动控制系统也能快速地做出响应，从而保证系统的可靠性和稳定性，而所有的控制指令都是通过软件程序来完成的，非常灵活，为产品的质量、定制化生产以及生产效率等提供了必要的条件。随着数字化技术的不断融合，数字化及大数据将运动控制提升到一个新的高度。

越来越多的人需要对运动控制的应用有一个更系统化的了解，运动控制通常分为通用运动控制和专用运动控制，本书将重点介绍通用运动控制，从实际应用的角度讲述通用运动控制，理论和实际相结合，既有运动控制基本知识，又有运动控制常见的功能分析，还有一些运动控制数字化的内容，并结合大量的实例解析运动控制。本书深入浅出，既能让读者充分了解运动控制的基础知识及典型应用，又能很好地了解各行业生产机械中的运动控制，是一本将运动控制基本知识和实例分析相结合的工程应用类参考书。本书非常适合从事与运动控制相关的系统集成商、设备制造商、电气工程师和其他相关的电气工程技术人员，以及自动控制、电气工程及自动化等相关专业的高等院校师生阅读参考。

本书共分为四部分：第一部分是运动控制概述，主要介绍了运动控制基本知识及系统组成，理解什么是运动控制、运动控制的类型和各自的特点以及一些常用名词。

第二部分是运动控制功能与应用，如速度控制、定位、位置同步、转矩平衡、卷曲、飞剪、横切等常见的功能，从原理分析到实例操作，具有很强的实用性。

第三部分是实例应用解析，实例非常典型，涉及印刷、包装、物流、金属加工等众多行业，每个实例都包括设备概述、系统配置、解决方案以及技术要点分析，内容深入浅出，让读者全面地了解实例解析思路和实现的过程，具有极高的参考价值和实用价值。

第四部分是运动控制虚拟调试，以西门子数字化机电概念设计软件NX MCD为例，通过实例重点介绍了如何运用TIA博途软件、SIMIT软件和NX MCD软件进行产品的选型及运动控制模拟仿真。

本书在编写过程中，对运动控制的基本知识、常见运动控制的功能以及大量实际案例进行了梳理、研究、归纳和总结。

本书主编为顾和祥、副主编为曾斌、闫磊，参加本书编写的还有唐骥宇、高争华、张贵年、明军、许逸舟、郑磊、张军、王智涛、赖天生、王硕。在此衷心地感谢西门子公司运动控制部通用运动控制应用技术团队，感谢通用运动控制管理层对本书出版的大力支持，感谢为本书出版付出辛勤劳动的所有人。

本书是集运动控制基本知识、功能应用及实际案例分析于一体的应用类参考书，涉及的知识面比较广，由于编写者经验不足，难免会存在错误和不妥之处，敬请读者批评指正。

作者顾和祥
2021年9月