通俗来说，运动控制系统就是伺服控制系统。
伺服控制也被称为“运动控制”或“机器人技术”，用于工业过程中以受控的方式移动特定的负载。这些系统可以使用气动、液压或机电驱动技术。执行器类型(即提供能量以移动负载的设备)的选择基于功率，速度，精度和成本要求。机电系统通常用于高精度、中低功率和高速应用。这些系统灵活、高效且具有成本效益。电机是机电系统中使用的执行器。通过电磁场的相互作用，它们产生能量。这些电机提供旋转或直线运动。这是一个典型的伺服系统的图形表示:
这种类是一个反馈系统，用于控制位置、速度和/或加速度。控制器包含关闭所需回路(通常是位置或速度)的算法，还处理与输入/输出，终端等的机器接口。驱动器或放大器关闭内环(通常是速度或电流)，并代表根据控制器参考信号驱动电机的电力转换器。电机可以是有刷或无刷型，旋转或线性。电机是实际的电磁执行器，它产生移动负载所需的力。反馈元件，如转速表，编码器和解析器，安装在电机和/或负载上，以关闭各种伺服回路。
高级运动控制设计和制造用于伺服系统的伺服驱动器和放大器。伺服驱动器和放大器广泛用于需要精确控制位置和/或速度的运动控制系统。驱动器/放大器简单地将来自控制器的低能量参考信号转换为高能信号，以提供电机电压和电流。在某些情况下，数字驱动器的使用取代了控制器/驱动器或控制器/放大器控制系统。命令信号代表电机扭矩，速度或位置，可以是模拟或数字性质。模拟+/-10 VDC命令仍然是最常见的参考信号，但它正在迅速让位给数字网络命令。
控制器
控制器是伺服系统的“大脑”。它负责产生运动路径，并对外界环境的变化做出反应。控制器可以是像开/关开关或操作员控制的拨号盘一样简单的东西。它们也可以像计算机一样复杂，具有主动控制多个伺服轴以及监控I/O和维护机器所有编程的能力。
通常，控制器向驱动器发送信号; 驱动器为电机提供动力; 电机的反馈被送回控制器和驱动器。来自负载的反馈也被路由到控制器。控制器分析反馈并通过将信号更新到放大器来校正误差。控制器被认为是伺服系统的智能部分，关闭速度和/或位置回路，而放大器关闭电流回路。然而，许多放大器将关闭速度和/或位置回路，减少控制器的计算需求。
常见控制器
控制器有多种形式，人们根据成本、性能、便利性和易用性来选择。大多数控制器属于微控制器，plc和运动控制器的类别。
Microcontrollers微控制器
这是一种小型、低成本的计算机，运行存储在非易失性存储器中的程序。为系统配置微控制器通常需要经验丰富的程序员，而闭合回路(如位置和速度)可能相当困难。通常，当使用微控制器设计伺服系统时，会让放大器/驱动器关闭所需的环路，而微控制器只是将特定的命令发送回放大器。这些命令可能依赖于微控制器的输入(传感器、开关等)。
PLC
在20世纪60年代后期，可编程逻辑控制器(plc)首先被用于消除混乱的电线和与顺序继电器电路相关的故障排除噩梦。plc可以代替寿命有限的机械继电器。这些控制器比微控制器更贵，但有充分的理由。plc有一个处理器和存储器，允许命令被编程，保存和执行。它也有一个机架和I/O插槽，因此I/O模块可以根据需要添加到PLC。这些模块可以添加高速计数器、实时时钟或伺服控制功能等功能。plc的优点包括可扩展性和对恶劣环境的抵抗力。价格普遍低于运动控制器。
Motion Controllers运动控制器
运动控制器是专门为控制运动而构建的(因此得名)。因此，命令和I/O是特定于那些在运动行业的需求。与其他不同的是，运动控制器通常是基于PC的，允许图形用户界面。通常，有一些高级特性可以方便地进行调谐、换向检测和其他功能。一般来说，运动控制器比PLC或微控制器更容易操作。由于附加的功能，它们通常更昂贵。
命令
命令是从控制器发送到伺服驱动器的信号。
数字伺服驱动器可以通过各种网络控制，包括CANopen，以太网，EtherCAT，以太网Powerlink, Synqnet, USB, RS232等等，这些网络允许您通过将放大器直接(或几乎直接)连接到计算机来控制电机。网络信号的优点是能够通信的不仅仅是输出命令，还包括I/O状态、驱动器状态、位置信息等。
模拟伺服驱动器由+/-10V模拟信号和PWM和方向信号控制。
驱动
伺服驱动器是连接控制器和电机的纽带。也称为伺服放大器，它们的工作是将来自控制器的低能量参考信号转换为传递给电机的高能功率信号。最初，驱动器只是允许控制器驱动电机的动力级。它们最初是单象限模型，为有刷电机提供动力。后来他们加入了四象限能力和无刷电机的能力。四象限意味着在两个方向上都能驱动和再生马达。
当前的趋势是为驱动器添加更多的特性和能力。驱动器可以处理所有的系统反馈，包括编码器，解析器和转速表，以及限位开关和其他传感器。驱动器还被要求关闭转矩回路、速度回路和位置回路，并被赋予路径生成的责任。随着控制器和驱动器之间的界限变得模糊，驱动器将承担许多更复杂的控制功能，这些功能过去是控制器的唯一领域。
驱动技术的未来将继续建立在运动控制行业的需求。这些要求包括:
电机
电动机把来自驱动器的电流和电压转换成机械运动。大多数电机是旋转类型，但直线电机也可用。有许多类型的电机可用于伺服应用。
常见的电机类型分为单相和三相，
单相
单相电机有两根电源线，非常容易设置。这类电机包括有刷电机、感应负载和音圈。为有刷电机设计的放大器通常用于驱动单相负载，尽管大多数来自AMC的三相驱动器也可以运行这些电机。
电刷
最常见的单相电机。电刷是机械换向的一种形式，它在正确的时间将电流引导到正确的线圈中。
线性致动器
线性执行器使用连接到齿轮箱的旋转电机来移动线性轴的进出。执行器中的电机通常是有刷电机。
音圈
音圈在概念上类似于扬声器。运动是线性的，通常限制在小于0.5“(13mm)的行程。许多音圈应用需要高性能伺服驱动器，而高级运动控制通常是首选。
磁轴承
磁轴承使旋转轴浮在由伺服器控制的磁垫上。当需要低摩擦或当轴速度对于传统轴承太高时，它们被使用。磁性轴承使用电磁铁使旋转轴悬浮，因此没有任何物理接触它。一个典型的磁轴承系统将需要4或5个驱动器——旋转轴两侧各有一个x和y轴，以及一个可选的推力轴承，以防止轴浮进浮出。由于系统的动态性，对驱动器的性能要求可能非常高。
电感负载
感应负载经常被大学和科学家用来为他们的实验创造磁场。ADVANCED Motion Controls驱动器已成功地将电感小于80uH的感应负载控制到电感超过1H (1,000,000uH)。
三相
无刷旋转
永磁无刷伺服电机比有刷电机具有更高的功率密度、更好的散热性和更少的维护需求。由于增加了布线，无刷电机可能更难设置，因此我们的数字线路通过自动化换向过程使事情变得更容易。
线性
直线电机的结构与旋转电机相同，但它是打开的，并且是平的。配置用于直线电机的驱动器与配置用于旋转电机的驱动器相同。直线电机用于直接驱动应用，其中速度和精度要求超过旋转电机和滚珠丝杠可以提供。
负载
负载方面的考虑应包括正在移动的物体，机器中的运动部件以及任何可能导致不必要的不稳定的因素，例如联轴器和间隙。机器中所有运动部件的总质量都有惯性，这些惯性会反射到电机上。摩擦点，如线性阶段和轴承将增加电机负载。灵活的联轴器将增加必须考虑的共振。
Feedback反馈
在现代控制系统中，反馈装置用于确保电机或负载达到指定的位置或速度。伺服放大器和控制器使用这种反馈来确定在任何时候向电机提供多少电流，基于其当前位置和速度与需要的位置。有两种主要类型的反馈，绝对和相对(也称为“增量”)。
绝对反馈
绝对设备在通电后提供指定范围内的确定位置(即断电记录位置信息)。
相对反馈(增量反馈)
这些设备只提供增量位置更新。为了知道电机或负载的位置，增量反馈需要与某种类型的绝对反馈(例如限位开关)结合使用，以确定初始位置。一旦初始位置已知，相对反馈可以在整个运动范围内提供位置信息。
在这两种一般的反馈类型中，有许多不同的反馈设备。以下反馈是运动控制中最常用的一些设备。
正交编码器
编码器是运动控制中最常用的位置反馈装置。线性编码器可以达到亚微米分辨率，旋转编码器的分辨率可以超过每转10万次。这些是相对反馈装置。
正弦编码器
正弦波编码器使用正弦波代替方波看到的正交编码器。这允许中间编码器计数内插到1024倍以上。每个分辨率超过400万个计数的分辨率是可能的。这些是相对反馈装置。
绝对正弦编码器
这些使用与上述相同的正弦编码器以及可以在数千转中保持绝对位置信息的机械装置或电路。这些设备通过串行协议(如Hiperface®，EnDat®和bis)传输位置信息。
霍尔传感器
这是一种低分辨率反馈，通常是换相控制所必需的。这也可以用于速度反馈在较高的速度。它们在每个电周期内提供6个单位的绝对反馈。
解析器
解析器本质上是一个旋转变压器。该反馈能够支持16位以上的分辨率。解析器是高温、高振动环境下的反馈选择。它们在一次革命中提供绝对反馈。
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