运动控制行业研究：高端装备“大脑”，机器人孕育新空间(2)

运动控制器的硬件按照核心器件组成包括基于微处理器（MCU）、专用芯片（ASIC）、PC-Based、 数字信号处理芯片（DSP）、可编程逻辑控制器（PLC）、多核处理器等。随着技术的进步和 完善，运动控制器从以单片机、微处理器或专用芯片作为核心处理器，发展到以 DSP 和 FPGA 作为核心处理器的通用开放式运动控制器。
根据平台不同，通用运动控制器可以分为 PLC 控制器、嵌入式控制器和 PC-Based 控制卡 三大类。
1.3 运动控制器 执行器（驱动电机） 传感器构成了主流运动控制系统
伺服系统是一种能对机械运动按预定要求进行自动控制的系统，其作用是使输出的机械位 移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角），实现输出变量精确跟随或复现输入变量。
伺服系统目前主要包括交流伺服系统、直流伺服系统和步进系统三类。
为实现高速度、高精度运动控制，伺服系统需对距离、位移、速度、加速度（力）、角度、 角速度、角加速度等参数进行检测，并通过实时监测实现闭环反馈，需要与传感器进行配 套使用。
常见传感器包括光栅尺（直线位移检测）、编码器（角位移检测）、激光雷达/视觉检测（距 离检测）、电阻应变式传感器（力矩检测）等。

2.人形机器人运动控制难度预计将显著加大，有望带来市场需求增量

2.1 工业机器人通常采用 PC 作为上位机完成人机交互/轨迹规划，基于 PLC 或 PC-Based 控制器通过关节控制、位置控制、力控制实现运动控制
工业机器人广泛应用于工业自动化领域，控制系统是机器人的核心部分，其功能强弱、性 能优劣直接影响机器人的最终性能。通常采用 PC 上位机 专用运动控制器的架构，以 PC 为上位机完成人机交互和运动轨迹规划，重点设计了基于DSP和FPGA的专用运动控制器， 其中 DSP 完成机器人运动控制任务的调度，实现对机器人关节空间的实时控制，FPGA 则 用于控制系统所需各功能接口的设计。实现了直角坐标空间的机器人轨迹规划和速度控制， 具备直线和圆弧基本轨迹插补算法及 S 形曲线加减速算法，改善机器人前端运动的平稳性。