Các yêu cầu của điều khiển chuyển
động
Động cơ thông dụng nhất trong môi trường công nghiệp và môi trường nhúng là động cơ
bước, động cơ chổi than và động cơ DC không chổi than, tuy nhiên còn có nhiều lựa chọn
khác. Mỗi động cơ đòi hỏi các tín hiệu đầu vào riêng giúp làm quay động cơ và chuyển
điện năng thành cơ năng.
Xét ở nghĩa rộng nhất, điều khiển chuyển động giúp bạn sử dụng động cơ nhằm đáp ứng
tốt nhất các yêu cầu ứng dụng của bạn mà không cần phải giải quyết tất cả các vấn đề
truyền tín hiệu cấp thấp cần thiết để làm quay động cơ.

Hình 1. Bộ điều khiển chuyển động là trung tâm của hệ thống điều
khiển chuyển động.
Ngoài ra, điều khiển chuyển động tạo ra các chức năng cấp cao, do đó bạn có thể thực
hiện các ứng dụng tùy chỉnh một cách có hiệu quả dựa trên việc xây dựng các khối để tạo
ra các giải pháp thực hiện các tác vụ thông thường như định vị chính xác, đồng bộ hóa
nhiều trục, chuyển động với tốc độ, gia tốc và hãm tốc độ xác định.
Do hầu hết động cơ được vận hành trong hoàn cảnh tạm thời, các công cụ điều khiển
chuyển động cần thiết để thích ứng với tải khác nhau và điều kiện thay đổi, đòi hỏi thuật
toán điều khiển xử lí phức tạp và phản hồi thông tin từ hệ thống cơ khí. Cuối cùng nhưng
không kém phần quan trọng, các tác vụ chuyển động thường có ý nghĩa đặc biệt và
thường sử dụng máy móc có thể gây hại cho con người xung quanh. Do vậy, các chức
năng an ninh như công tắc giới hạn và các kênh I/O được sử dụng để thu thập thông tin
trạng thái đồng thời thực hiện các thủ tục đóng cắt.
Các thành phần hệ thống điều khiển chuyển động
Sơ đồ trên hình 1 minh họa các thành phần thiết yếu của một hệ thống điều khiển chuyển
động.
Đặc trưng đối với ứng dụng của bạn là phần mềm ứng dụng mà bạn phát triển. Phần mềm
ứng dụng bao gồm nhiều lớp tùy chọn. Thường thì có một ứng dụng giao diện người sử
dụng cung cấp khả năng tương tác người vận hành. Rất nhiều các ứng dụng chuyển động
có các lớp ứng dụng xử lí cảnh báo và kết nối cơ sở dữ liệu để nối với một hệ thống
SCADA. Chúng cũng có các hướng dẫn điều khiển chuyển động được thực hiện bởi bộ

Tạo quỹ đạo
Vòng lặp điều khiển
I/O
National Instruments (NI) đem đến 2 cách tiếp cận để triển khai các hệ thống điều khiển
chuyển động công suất cao:
Các bộ điều khiển chuyển động plug-in DSP-based cho PCI hoặc PXI.
Các bộ điều khiển chuyển động sử dụng NI LabVIEW NI SoftMotion Module

Hình 3. Các bộ điều khiển chuyển động plug-in DSP-Based
Bộ điều khiển chuyển động plug-in DSP-Based
NI cung cấp các bộ điều khiển chuyển động plug-in từ các bộ điều khiển công suất cao
đáp ứng các yêu cầu phức tạp đến các bộ điều khiển chuyển động chi phí thấp hơn phục
vụ các ứng dụng chuyển động điểm tới điểm với công suất mạnh mẽ. Để đảm bảo tốc độ
cập nhật servo cao tới 30 kHz cho các ứng dụng có độ chính xác cao, các bộ điều khiển
này sử dụng kiến trúc bộ xử lí kép. Hai bộ xử lí này, một là bộ xử lí trung tâm (CPU) và
một bộ xử lí tín hiệu số (DSP), tạo thành “xương sống” của bộ điều khiển chuyển động
NI.
Bộ điều khiển CPU là một bộ vi điều khiển 32-bit chạy hệ điều hành đa nhiệm, thời gian
thực, nhúng. Bộ CPU này cung cấp công suất và sự chính xác cần thiết để đáp ứng hầu
hết các nhu cầu ứng dụng chuyển động phức tạp nhất. CPU xử lí các lệnh, đồng bộ hóa
host, tương tác I/O, và giám sát hệ thống.
DSP có nhiệm vụ chính là đồng thời điều khiển vòng lắp kín với vị trí, quỹ đạo trên nhiều
trục. Nó cũng đóng các vòng lặp vị trí và vận tốc, trực tiếp đặt lệnh momen xoắn cho bộ
truyền động hoặc bộ khuyếch đại.
Bộ xử lí điều khiển chuyển động này được giám sát bởi một bộ định thời giám sát, là một
phần cứng mà bạn sử dụng để tự động dò các lỗi phần mềm và reset bộ xử lí nếu có sự cố
xẩy ra. Bộ định thời giám sát kiểm tra hoạt động của bộ xử lí. Nếu phần chương trình trên
bộ điều khiển chuyển động không thể thực hiện các chức năng trong 62 micro giây, bộ
định thời giám sát sẽ reset bộ điều khiển chuyển động và không cho phép giao tiếp cho
đến khi bạn reset hoàn toàn bộ điều khiển chuyển động. Điều này giúp đảm bảo hoạt

cũng như động cơ servo với nhau.v