目 录
一、运动控制简介
二、运动控制系统组成
三、运动控制卡特性
四、运动控制卡选型
五、运动控制卡在高级编程语言中的使用
六、凌华AMP-204C编程流程
一、运动控制简介
简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照规划的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。
运动控制卡是基于PCI总线的高集成度、高可靠度的脉冲式运动控制卡。
常用的运动控制卡品牌有研华运动控制卡，凌华运动控制卡，雷赛运动控制卡等
二、运动控制系统组成
运动控制卡:速度曲线规划、路径规划、位置脉冲输出
驱动器: 把普通电能转化为电机所需要的电能
电 机: 产生推动负载的扭矩
位置传感器: 提供机械移动部件实时的位置和速度
2.1 死循环控制系统
特点：
Ø运动控制卡送出速度控制命令，驱动电机运动
Ø在运动控制卡上做PID增益调节，定位精度高
2.2 半死循环控制系统
特点：
Ø运动控制卡送出位置与速度命令
Ø在运动控制卡上做PID增益调节，定位精度比死循环差
2.3 开环控制系统
特点：
Ø运动控制卡送出位置与速度命令
Ø 定位精度最差
三、运动控制卡特性
3.1 点对点运动
•点对点运动是指在预定的速度规划下控制某一轴由 A 位置移动到 B 位置。
3.2 直线插补
、•运动轨迹是直线。为了完成多维直线运动，需要任意2轴， 3轴或甚至6轴都需要进行线性插补。
3.3 圆弧插补
•运动轨迹是圆弧。为了完成多维圆弧运动，需要任意2轴或3轴进行圆弧插补。
3.4 点表运动
运动控制卡开辟一个N字节的缓存区存放大量的位置信息，用户通过相关的函数来达成多线段的连续运动。点表运动包含了一系列的直线插补和圆弧插补指令。
3.5 多轴同步运动
多轴同步运动指用户可以设定某一轴 ( 从轴) 和另一轴( 主轴) 的同步运动关系，这个关系类似机械上的齿轮结构。
3.6 位置比较触发
•用户先确定一个电机运动位置表，运动控制卡会把当前电机运动位置与这个位置表进行比较，一旦位置符合，运动控制器就会发出一个或者一串触发脉冲。
四、运动控制卡选型
4.1 运动控制卡接口选择
运动控制卡一般有PCI、RS232、RS485、网口、USB等几种接口。
如果运算量比较大、功能复杂，选择PCI和工控机比较好，工控机具备PCI卡槽，运动控制卡一般都支持多种高级程序设计语言，利于程序开发。
如果选择HMI（人机界面）配合运动控制卡进行运动控制，则RS232、RS485 和网口是比较好的选择，因为HMI一般都带有这样的接口；另外需要运动控制卡具有标准的通信协议。
如果用单片机/DSP/FPGA做主控进行控制，则RS232是比较好的选择，因为 一般的这样的主控都具有RS232接口，物理上非常方便连接。
4.2 运动控制卡功能选择
运动控制卡一般能实现的功能是比较相似的，一般都包括归零、定速、点位 、直线插补、多轴联动插补和圆弧插补等功能。用户要根据自己的需要进行选择，功能的要求一般是符合自己用就可以，没必要多而全，从软件工程的角度来说，功能越多，可靠性越低，不需要的功能反而是累赘。一般的情况下，功能越多，价格也越高。所以功能的选择上，一般以够用为标准，可以适当考虑未来的扩展。
4.3 运动控制卡性能选择
运动控制卡的性能一般包括通信速度、响应速度和控制速度（脉冲速度）。用户需要根据自己的应用的最高要求，计算自己需要的性能指针，然后预留 20%左右的余量，一般都可以满足未来的要求，没有必要进行个别指标的强 烈追求，需要综合进行考虑，否则会付出不必要的成本。比如步进控制器的 一般接收脉冲的能力是80KHz左右，你选1MHz的脉冲速度，是没有任何意义 的。如果根据整机设计计算出需要达到的精度需要500KHz，那一定要选择满 足这个要求的运动控制卡。
4.4 运动控制卡可靠性选择
用户使用运动控制卡，一定非常关心运动控制卡的稳定性。一个控制系统的 稳定性，是由几个部分组成的，包括电机和驱动的可靠性（比如驱动器）、 整机电子学的可靠性（比如电源）、运动控制卡硬件的可靠性、运动控制卡 嵌入式软件的可靠性、主控软件的可靠性（比如HMI的组态软件，PC软件异 常情况处理等）。一般的能经过市场检验的运动控制卡，在隔离设计（比如 电源隔离、光耦隔离等）、滤波和保护（限位保护、接口保护）等都是有考 虑的，能力上不会有多大的差别。
4.5 运动控制卡价格选择
选择性价比高的运动控制卡
4.6 运动控制卡易用性选择
易用性包括硬件的易用性和软件的易用性。硬件的易用性需要联机方便实用 ，从用户方便实用的角度考虑，比如一个接插件螺丝空位上需要插入十几根电线再拧螺丝是很难的，也不可靠的。软件的易用性包括文文件的质量、例程的质量和软件入手的难度上，重要的是能快速有效的完成自己需要的功能，而不是很复杂很难用。
五、运动控制卡在高级编程语言中的使用
5.1.在VS2010中创建程序
5.1.1.启动Visual Studio 2010,选择“文件”→“新建” →“项目”→“Windows窗体应用程序”
名称可自主选择如“Motion”;
5.1.2.点击方案资源管理器，点击引用，鼠标右键点击选择添加引用，加入需要添加的引用，如研华1245AE加入的引用为“AdvMotAPI.dll”;
5.1.3.至此程序已创建完成可以开始后续的编程工作
5.2. 程序接口规划
5.2.1.界面规划如下图所示
5.3. 程序编写框架
六、运凌华AMP-204C编程流程
6.1 系统&初始化
n I32 APS_initial(I32 *BoardID_InBits, I32 Mode)
- 板卡初始化
nI32 APS_load_parameter_from_flash( I32 Board_ID )
- 从板卡Flash载入参数
nI32 APS_load_param_from_file( const char *pXMLFile )
- 从XML格式文件中载入参数
注意：推荐使用从板卡Flash载入参数
6.2 IO状态获取
n I32 APS_motion_io_status( I32 Axis_ID )
- IO状态获取
注意：
1、在正式操作机构前，必须确认相关IO的状态，比如EL、ALM、ORG、EZ、INP等的状态，因为后面的回零、精确定位等需要用到上述IO。
2、推荐使用多线程来实时监视IO状态变化
6.3 参数设置
n I32 APS_set_axis_param( I32 Axis_ID, I32 AXS_Param_No, I32 AXS_Param )
-按指定的轴参数类型设定轴参数（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_set_axis_param_f( I32 Axis_ID, I32 AXS_Param_No, F64 AXS_Param )
- 按指定的轴参数类型设定轴参数（仅用于F64参数类型）
注意：使用函数时，要注意使用和参数值类型对应的函数
6.4 参数保存
n I32 APS_save_parameter_to_flash( I32 Board_ID )
- 保存参数到卡片Flash
n I32 APS_save_param_to_file( I32 Board_ID, const char *pXMLFile )
- 将参数保存到XML文件中
6.5 电机激磁
n I32 APS_set_servo_on( I32 Axis_ID, I32 Servo_on )
- 电机激磁/消磁
注意：SVON信号如果不为ON，则卡片无法发送运动指令
6.6.1 回零参数设置
n I32 APS_set_axis_param( I32 Axis_ID, I32 AXS_Param_No, I32 AXS_Param )
-按指定的轴参数类型设定轴参数（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_set_axis_param_f( I32 Axis_ID, I32 AXS_Param_No, F64 AXS_Param )
- 按指定的轴参数类型设定轴参数（仅用于F64参数类型）
注意：使用函数时，要注意使用和参数值类型对应的函数
6.6.2 回零参数保存
n I32 APS_save_parameter_to_flash( I32 Board_ID )
- 保存参数到卡片Flash
n I32 APS_save_param_to_file( I32 Board_ID, const char *pXMLFile )
- 将参数保存到XML文件中
6.6.3 回零运动
n I32 APS_home_move( I32 Axis_ID )
- 开始回零运动
6.6.4 停止运动
n I32 APS_stop_move(I32 Axis_ID)
- 减速停止
n I32 APS_emg_stop(I32 Axis_ID);
- 立刻停止
6.7.1 运动状态监视
n I32 APS_motion_status( I32 Axis_ID )
-运动状态监视
注意：
1、建议在正式运动前开启运动状态监视，以便于在运动之后能够实时监视运动状态变化。
6.7.2 位置&速度监视
n I32 APS_get_command( I32 Axis_ID, I32 *Command )
-指令位置监视
n I32 APS_get_position( I32 Axis_ID, I32 *Position );
-反馈位置监视
n I32 APS_get_error_position( I32 Axis_ID, I32 *Err_Pos )
-偏差位置监视
n I32 APS_get_command_velocity(I32 Axis_ID, I32 *Velocity )
-指令速度监视
n I32 APS_get_feedback_velocity(I32 Axis_ID, I32 *Velocity);
-反馈速度监视
注意：
1、建议在正式运动前开启位置及速度监视，以便于在运动之后能够实时监视位置及速度变化
6.7.3 位置&速度监视
n I32 APS_get_command( I32 Axis_ID, I32 *Command )
-指令位置监视（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_get_position( I32 Axis_ID, I32 *Position )
-反馈位置监视（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_get_error_position( I32 Axis_ID, I32 *Err_Pos )
-偏差位置监视（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_get_command_velocity(I32 Axis_ID, I32 *Velocity )
-指令速度监视（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_get_feedback_velocity(I32 Axis_ID, I32 *Velocity)
-反馈速度监视（仅用于I32参数类型）
注意：
1、建议在正式运动前开启位置及速度监视，以便于在运动之后能够实时监视位置及速度变化
6.8 位置重置
n I32 APS_set_command(I32 Axis_ID, I32 Command)
-指令位置重置（仅用于I32参数类型）
n I32 APS_set_position(I32 Axis_ID, I32 Position)
-反馈位置重置（仅用于I32参数类型）
注意：
1、在回零完成后，可以立刻使用位置重置函数。之后，则请谨慎使用位置重置函数。它将改变设备的参考零点位置。
6.9.1 PTP运动
n I32 APS_relative_move( I32 Axis_ID, I32 Distance, I32 Max_Speed )
-相对运动
n I32 APS_absolute_move( I32 Axis_ID, I32 Position, I32 Max_Speed )
-绝对运动
注意：
1、该2条函数可以实现在线变速/变位
6.9.2 JOG运动
n I32 APS_jog_start( I32 Axis_ID, I32 STA_On );
-JOG运动
6.9.3 插补运动
n I32 APS_absolute_linear_move( I32 Dimension, I32 *Axis_ID_Array, I32 *Position_Array, I32 Max_Linear_Speed )
-绝对线性运动
n I32 APS_relative_linear_move( I32 Dimension, I32 *Axis_ID_Array, I32 *Distance_Array, I32 Max_Linear_Speed )
-相对线性运动
n I32 APS_absolute_arc_move( I32 Dimension, I32 *Axis_ID_Array, I32 *Center_Pos_Array, I32 Max_Arc_Speed, I32 Angle )
-绝对圆弧运动
n I32 APS_relative_arc_move( I32 Dimension, I32 *Axis_ID_Array, I32 *Center_Offset_Array, I32 Max_Arc_Speed, I32 Angle )
-相对圆弧运动
6.10 关闭卡片
n I32 APS_close()
-关闭卡片