1.1.2 运动控制系统的分类

1.按执行电动机分类

运动控制系统按执行电动机分类可分为下列类型：

①旋转式。其执行电动机可以是步进电动机、直流电动机、无刷直流电动机、交流异步电动机、交流永磁同步电动机、开关磁阻电动机等。

②直线式。其执行电动机可以是永磁同步直线电动机、异步直线电动机等。

2.按运动轨迹分类

运动控制系统按运动轨迹分类可分为下列类型：

①点位运动控制。只对终点位置有要求，与运动的中间过程即运动轨迹无关。控制要求是对运动控制器的快速定位速度，不同的加、减速度控制等。加速时能快速到达设定速度，为此要提高系统增益和增大加速度。而在减速末端，采用S形曲线减速，防止系统到位时的振动。因此，在终点前应减小系统增益。这表明点位运动控制器具有能够在线可变控制参数和可变加减速曲线的能力。

②连续轨迹运动控制。例如数控机床的运动轮廓线控制。它要求在高速运动下保证系统加工的轮廓精度，保证刀具沿轮廓运动时的切向速度恒定和具有多段程序预处理能力。

③同步运动控制。是多轴运动的协调控制。主要是电子凸轮和电子齿轮的系统控制。控制算法常用自适应前馈控制算法，通过自动调节控制量的幅值和相位，保证在输入端加一个前馈控制作用，以抑制周期干扰，保证系统同步控制。常用于印染、印刷、造纸、轧钢及同步剪切等行业。

3.按伺服控制是否有反馈信号分类

运动控制按是否有反馈信号分类可分为以下类型：

①开环控制。无检测反馈装置，执行电动机常为步进电动机。开环控制结构简单，价格低，控制指令单向，但机械传动误差没有反馈校正，位置控制精度低。

②半闭环控制。采用安装在伺服电动机或丝杠端部的转角检测元件检测位置，虽没有组成闭环控制，但采用软件定值补偿方式，因此，可适当提高控制精度。

③全闭环控制。采用光栅等检测元件直接对被控机械位置检测，消除整个传动过程的传动误差，可获得很高的静态定位精度。但稳定性不高，系统设计和调整复杂。

4.按控制方式分类

运动控制按控制方式分类可分为以下类型：

①点位控制数控系统。对运动轨迹无特殊要求，运动时不加工，控制电路只需要具有记忆和比较功能，不需要插补运算功能。

②直线控制数控系统。需要进行直线加工，控制电路较复杂。

③轮廓控制数控系统。要求控制刀具完成复杂的轮廓曲线运动，并进行加工，因此要求有插补运算和判别功能。

5.按动力源分类

运动控制按动力源分类可分为以下类型：

①以电动机作为动力源的电气运动控制。这是运动控制最主要的形式，约占90%以上。

②以气体和液体作为动力源的气液控制。对需要大功率的运动控制应用场合，也常采用气液控制形式。它以流体压力和流体动能作为动力源，包括液压泵、液压马达和气缸等执行机构，完成机械装置的位置、速度等的运动控制。

③以燃料（煤、油等）作为动力源的热机运动控制。

6.按协调控制的结构分类

运动控制按协调控制的结构分类可分为以下类型：

①主轴/从轴运动控制结构。主轴的运动控制命令生成一个或多个从轴的运动控制命令。在这类系统中，主轴可以是实轴，也可以定义为虚轴。

②多维的运动控制协调结构。它不区分主轴和从轴，是多个轴的集合，称为轴组。以轴组的运动实现所需的运动轨迹和路径控制。常用于解决数控机床、机器人等复杂运动控制问题。

7.按运动控制的应用分类

运动控制按其应用分类可分为以下类型：

①通用运动控制。基本属于主轴/从轴运动控制范畴。例如，用于印刷、包装、纺织和日用品制造（如纸质成形尿布、妇女卫生纸巾）等行业的运动控制。使用的运动控制功能基本属于PLCopen运动控制规范的第1和第2部分的功能块。

②复杂运动控制。主要用于机器人、数控机床等多轴协调运动控制。使用的运动控制功能基本属于PLCopen运动控制规范的第4部分的功能块。

此外，按运动轨迹的特性分为平移、旋转和混合运动。按运动环境分为地面运动、水下运动和空中运动等。按运动件的特性分为刚体运动、柔性体运动和刚柔体运动等。