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运动控制的分类有很多种，从运动控制系统的专业性角度，可以分为通用运动控制和专用运动控制两大类。通用运动控制是指运动控制系统的通用型，如常见的速度控制、定位控制及同步控制等，冶金、造纸、矿山、化工、纺织、印刷和包装等重工行业及生产机械类设备。专用运动控制的控制器是专用的，最常见的如数控机床等，机床的控制系统集成了大量机床特有的控制算法和专用程序，是通用运动控制器很难做到的。
本书主要介绍通用运动控制，其分类方法很多，本书从实际应用的角度按照风机泵类、传送及进给方式和物料加工及处理三个方面来分类。
这类应用大多数用法比较简单，尤其是风机水泵的控制模式为速度开环控制，通常为V/F控制模式，常见的三种V/F控制模式如图1-20所示。
图1-20a是线性V/F控制，是最基础、最常用的控制模式，可以满足多种常规的应用。图1-20b是抛物线性V/F控制，一般常用于风机和泵类的平方转矩负载。图1-20c是可编程V/F控制，可以根据具体的应用需求，灵活地设置V和F的对应值，可以满足多种应用。
图1-20 风机泵类控制
V/F控制模式是纯开环模式，驱动器的输出电压完全由预先设定好的V/F曲线来决定，通常和外接什么样的负载没有关系。但有时为了提高控制精度，各驱动器厂家会在V/F控制的同时加一些补偿，如转差补偿等。
在各类恒压供水的应用中，为了保证水管里的压力稳定，常常需要增加PID调节器压力闭环控制，即将供水管的压力实际值送给PID调节器，与压力的设定值进行比较，通过PID调节器的闭环控制来调节水泵的速度，从而实现水管压力的稳定。对风机水泵类专用的变频器如西门子公司的SINAMICS G120X/G120XA等，一般都会集成PID调节器，这样既能实现压力稳定的闭环控制，还能实现多泵切换。
在某些特殊的应用场合，如负载比较特殊，通常的线性或抛物线性V/F控制已经很难满足需求。但如果能充分了解负载特性，利用可编程V/F控制，合理地设置各对应段的曲线可以起到意想不到的效果，甚至远优越于其他开环控制模式，有丰富经验的应用工程师经常会利用可编程V/F控制实现复杂的应用。
对于一些液压泵、计量泵、伺服泵等需要较高的控制要求，通常的V/F开环控制已很难满足需求，这时就需要速度闭环，甚至位置及同步控制。近年来伺服泵的应用越来越多，伺服泵的控制既要控制流量又要控制压力，还需要有很高的控制精度和快速响应。西门子公司的SINAMICS S120伺服驱动器就非常适合于这类应用，尤其是集成了DCC图形编程功能，能够很好地完成伺服泵的应用。而对于一些多轴的伺服压机的控制，由于控制的复杂性，则需要运动控制器的运动控制功能如Gear、CAM等并借助于特定的算法来综合协调才能完成。
在工业领域，传送及进给方式的应用到处可见，如带式传送、辊道传送、货物提升、物流分拣、旋转分度盘、包装进料和设备的牵引等。这类应用的控制模式比较多，一般为控制速度稳定和定位准确，有些需要同步功能，如图1-21所示。
图1-21a是物体传送或设备牵引轴的示意图，该类应用的要求是：在传送物体的过程中，无论物体的体积重量有什么变化，都需要保持运动过程中的速度稳定。常常会使用无编码器的速度开环矢量控制，或电机有测速编码器反馈的速度闭环控制，系统会根据负载的变化做出快速响应进行自动调节，从而保证速度的相对稳定。
图1-21b是物体定位控制的示意图，定位控制是运动控制中最常见的一种控制模式，经常使用电机编码器既做速度反馈又做位置反馈，要求物体按照设定的速度到达指定的目标位置并且定位准确。而对于一些特殊的应用，需要用外接位置测量装置做位置反馈，测量物体运动的真实位置，避免由于机械打滑或间隙等引起的误差，这种位置控制相对复杂，有时需要对信号及控制回路进行适当的处理。
图1-21 传送及进给方式
图1-21c是分度盘控制示意图，是指旋转轴的速度控制或定位控制，这类控制需要注意系统的惯量匹配，否则很难控制。在运行过程中需要保持速度的稳定和定位的准确，要根据实际情况选择合理的电机及机械传动比，并设定合适的加减速时间及加速度和加加速度。定位控制类似图1-21b的直线轴定位。
图1-21d是货物提升控制的示意图，如港口机械、建筑机械等各类重型机械以及物流堆垛机、电梯等都是典型的提升控制，是指物体在垂直方向的上下运动，要求物体在整个运行过程中非常平稳，无论是吊起货物的起动加速过程，还是中途运行的匀速运动，以及到位时的减速运行，都不能有大的晃动和抖动，否则会有很大的危险，尤其是载人的提升如电梯更是这样。这类控制大多数都是速度闭环控制和定位控制，而且在垂直方向上都会有机械抱闸，以确保在停车或紧急情况下机械及人的安全，所以货物提升的控制不仅需要运动控制等电气方面的知识，还需要有一定的货物、电梯提升等机械方面的专业知识，这样才能做到既安全又可靠。
在各类生产机械中，无论是冶金轧机线、开卷线、纸机线、橡胶轮胎线等，还是印刷机、包装机、线缆机、锻压机、纸张及薄膜分切复卷机等，都包含有非常多的物料加工及处理的运动控制。最典型的应用如收放卷、飞剪飞锯、色标追踪等，以及速度同步、电子齿轮、电子凸轮等运动控制功能，如图1-22所示。
图1-22 物料加工及处理
图1-22a是最典型的收放卷应用，常用在印刷、包装、纸等行业，如常见的纸张及薄膜的分切、复卷及印刷，这类应用需要恒张力和速度同步控制，有时会用到转矩同步和位置同步。应用要求从初始的材料放卷到最后的材料收卷，整个运动过程无论是升降速运动还是匀速运动都要求保持材料张力恒定。由于材料的多样性，特别是有些材料还极易拉伸，设备厂家有各自的具体要求，所以真正要做到全过程恒张力控制，确实难度很大。有人说，工程师学精了收放卷的应用，就相当于找到了工作的铁饭碗，虽然有点夸张，但足以说明收放卷的重要性。鉴于使用的广泛性和重要性，在后面的运动控制典型应用中，将用大量的篇幅深入浅出地讲解收放卷的应用。
图1-22b是连续物料加工的示意图，经常会用在印刷、包装、纸、冶金等行业，这类应用更多的是强调转矩、速度、位置的同步和多轴协调的重要性，如冶金行业钢板的飞剪、平板玻璃的动态切割、印刷的套色、糖果包装的热封等都需要电子凸轮等多轴之间的位置同步功能。如果说收放卷应用是最常用、最普遍的应用，那么此类有关位置同步的应用应当属于运动控制中的中高端应用，而这两类应用经常是结合在一起来完成更为复杂的应用。