運動控制原理運動控制與機(jī)器人密切相關(guān)。工業(yè)應(yīng)用中的機(jī)器人必須透過由多 款電機(jī)所構(gòu)成的致動器才能自行移動，以執(zhí)行任務(wù)或透過機(jī)器手臂抓取工具。 機(jī)器人的運動控制系統(tǒng)通常由電機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動、電機(jī)本體(多為伺服電機(jī))組成。電機(jī)控制器具備智能運算功能，并可傳送指令以驅(qū)動電機(jī)。驅(qū)動可提供增壓電流，根據(jù)控制器指令以驅(qū)動電機(jī)。電機(jī)可以直接移動機(jī)器人，也可通過傳動系統(tǒng)或鏈條系統(tǒng)讓機(jī)器人移動。 

VolksBot搭載的車輪是由德國的弗勞恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)所開發(fā)的。 Isadora 則是一種會跳舞的人形機(jī)器人，經(jīng)由人類操作縮小版的 機(jī)器人以取得輸入數(shù)據(jù)。接著開始移動自己的機(jī)器手臂與軀干，以模 仿縮小版機(jī)器人的運動。Isadora 采用 2 組 CompactRIO，其中 1 組 用于仿真已記錄的運動，另 1 組則是讓機(jī)器人重現(xiàn)運動軌跡。伺服電機(jī)控制原理及其類型伺服電機(jī)是機(jī)器人應(yīng)用中常見的一種電機(jī)，其基本控制原理是利 用控制回路、結(jié)合必要的電機(jī)反饋，從而協(xié)助電機(jī)進(jìn)入所需的狀態(tài)，如位置與速度等。由于伺服電機(jī)必須通過控制回路了解目前狀態(tài)，因 此其穩(wěn)定性高于步進(jìn)電機(jī)。伺服電機(jī)有不同種類——帶刷式與無刷式。有刷伺服電機(jī)與無刷伺服電機(jī)之間的差異在于其通訊機(jī)制。伺服電機(jī)的工作原理是根據(jù)反向磁力，進(jìn)而移動或建立轉(zhuǎn)矩。最簡單的例子有固定磁場與旋轉(zhuǎn)磁場。只要改變流過磁場的電流方向，即可變更磁極，并讓磁極(轉(zhuǎn)子)開始旋轉(zhuǎn)。變更線圈的電流方向，即所謂的“換相”(commutatio n)。 有刷伺服電機(jī)有刷伺服電機(jī)(brushed motor) 的控制原理即是通過機(jī)械式電 刷，改變電機(jī)線圈中的電流。由于有刷電機(jī)能改變流入的電流方向，因此可由直流電源(DC) 供電。有刷伺服電機(jī)可分為 2 組零件：電機(jī)機(jī)殼即具有場磁鐵(Field magnet)，即定子(Stator) 轉(zhuǎn)子(Rot or) 是由線圈所構(gòu)成，中間具有鐵制核心，并連接至電流變換器電刷 則接觸電流變換器，將電流導(dǎo)入線圈中。在使用一段時間之后，電刷即可能磨耗并對系統(tǒng)產(chǎn)生摩擦力;但在無刷伺服電機(jī)中則不會發(fā)生此種情況。無刷伺服電機(jī)大多數(shù)的無刷伺服電機(jī)均使用交流電源(AC)。無刷伺服電機(jī)的 控制原理是將鐵制核心置于外部。當(dāng)轉(zhuǎn)子成為暫時性的磁鐵，定子則成為繞鐵線圈。外部電路的電流將會在既定的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行反轉(zhuǎn)。所以，此款伺服電機(jī)是由交流電所驅(qū)動的。當(dāng)然亦有無刷D C伺服電機(jī)。這些電機(jī)一般均具備某些電子切換電路，可針對流入 的DC進(jìn)行變換。無刷伺服電機(jī)的價位較高，但較無磨損問題。 運動控制器與軟件架構(gòu) 許多制造商均建立了自家的驅(qū)動系統(tǒng)，以操控機(jī)器人。在考慮 機(jī)器人應(yīng)用中的運動控制系統(tǒng)時，可先了解初階的網(wǎng)狀循環(huán)。至于機(jī)器人任務(wù)規(guī)劃的較高階功能，則是讓機(jī)器人的行動達(dá)到 最終的目標(biāo)。它可能是以單一指令囊括多組目標(biāo)，或可讓機(jī)器人進(jìn)入特定位置。若機(jī)器人采用遙控(Tele-operated) 架構(gòu)，那么這些指令最可能通過連接板外(off-board) 的計算機(jī)而傳送的，而且可在此人為操作選擇機(jī)器人的后續(xù)動作或行為。在完全自動化的 機(jī)器人中，根據(jù)決策用算法的不同，任務(wù)規(guī)劃亦可能直接在板上執(zhí)行。在規(guī)劃路徑時，往往會產(chǎn)生“我應(yīng)該如何到目的地以完成 此任務(wù)?”或是“我應(yīng)如何讓機(jī)器手臂移動到該位置?”等問題。而此種問題均可由機(jī)器人運動控制器完成。一旦清楚目的地與行進(jìn)速度之后，伺服電機(jī)控制器將發(fā)出控制 信號(PWM 或電流等)至實際的電機(jī)驅(qū)動，使其得以到達(dá)目的地。一般均以 PID 建構(gòu)控制功能。另請注意，此時亦應(yīng)建置安全性功能。舉例來說，若高速行進(jìn)中的機(jī)器人在目前的路徑上偵測到人類，則應(yīng)發(fā)出緊急信號以停止電機(jī)或立刻煞車。