下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
为了更好地理解运动控制的概念，可以从以下三个不同的维度来理解运动控制：
从运动学角度，常常是指物体的受力、速度及位置。在分析物体实际运动时，不仅仅只关注物体的速度和位置的变化，同时还要关注物体的受力即加速度。如图1-2所示，具体分析如下：
AC段：加速运动，加速度 a ＞0；速度逐步增加，且一直为正，即 v ＞0；位置越来越远离A，行走距离等于 v 与 t 轴围成的三角形面积。
CD段：匀速运动，加速度 a =0；速度不变，且一直为正，即 v ＞0；位置越来越远离A，行走距离等于 v 与 t 轴围成的矩形面积。
DB段：减速运动，加速度 a ＜0；速度逐步减小，且一直为正，即 v ＞0；位置越来越远离A，行走距离等于 v 与 t 轴围成的三角形面积。
在实际应用中，通常还会考虑各个加速度变化点的时间，即加速度的变化率，如图中的A、C、D、B点，这样才能使整个加减速过程更加平滑顺畅。
如图1-2所示，在研究运动控制时，常常会借助于物理知识来帮助分析物体的受力状态以及速度、位置的变化。
图1-2 从运动学维度描述运动控制
物体的运动特征通常表现为单一速度运动、简单运动参数及复杂的运动轨迹。根据不同的应用需求，对物体的速度控制也不同，有些应用只需要速度的简单变化，而有些应用则需要物体根据设定的复杂曲线实时地变化。如图1-3所示，具体分析如下：
如图1-3a所示， v =0，或为一个固定速度运行，如风机、水泵及常用辊道的起动/停止。
如图1-3b所示，有2个加速段、2个匀速段及1个减速段，每段都能运行一段时间，在每段的 v 和 a 虽然都有变化，但相对稳定，比较好控制。
如图1-3c所示，在整个时间段， v 和 a 变化非常频繁，是一个变化很复杂的曲线，没有一定的规律，很难控制。对于这样的变化曲线，简单的数学公式很难满足整个变化过程，通常会借助于工具，如：MCD、Matlab、CAM生成器等。
图1-3 从运动特征维度描述运动控制
由上面的分析可以得出，运动控制常常借助于数学知识和特定的算法，求出物体的运动曲线，有时会用到一些算法软件。
运动轴通常表现为单轴运动、多轴运动及多轴之间的同步和协调运动。运动控制不仅仅只考虑单个轴的运动，更多的是考虑多个轴的运动。简单的运动控制通常指单轴运动，或多轴各自的运动，轴与轴之间相对独立，没有相互之间的速度和位置拟合关系。但绝大多数的运动控制，通常指多轴运动，且轴与轴之间是相互关联的，常常会有主从跟随或同步的关系。如图1-4所示，具体分析如下：
图1-4 从运动轴维度描述运动控制
如图1-4a所示，只有1个物体独自运动，和其他轴没有任何关系。
如图1-4b所示，有3个物体在运动，每个物体按照各自设定的曲线运动，相互独立，3个曲线之间没有相互关联性。
如图1-4c所示，有3个物体在运动，物体之间有一定的比例关系（电子齿轮），或按照一定的曲线关系（电子凸轮）在运动，这里的主轴可以是实轴，也可以是虚轴，大多数的运动控制都是这样的运动。