01
运动控制概述
什么是多轴运动控制、高速定位的应用场景（贴片机、数控机床、3C电子装配）、课程目标与学习路径。
概念应用场景
02
运动控制系统架构
上位机（PC/PLC）、运动控制器、驱动器、电机与反馈装置（编码器/光栅尺）的层级关系。
硬件层级
03
核心硬件选型
伺服电机与步进电机的区别、驱动器选型要点、编码器分辨率对定位精度的影响。
选型电机
04
运动控制基础概念
位置、速度、加速度、加加速度（Jerk）、运动曲线（梯形/S形）。
运动学曲线
05
坐标系与插补原理
单轴定位、多轴直线插补、圆弧插补、电子齿轮与电子凸轮。
插补坐标
06
高速定位的关键指标
定位精度、重复定位精度、整定时间、跟随误差、稳态误差。
精度指标
07
PID控制原理
比例、积分、微分的作用、PID参数整定方法（Ziegler-Nichols、试凑法）。
控制整定
08
前馈控制与速度规划
速度前馈、加速度前馈、S形速度规划算法、梯形速度规划的局限性。
前馈规划
09
运动控制指令系统
G代码基础（G00/G01/G02/G03）、M代码、S/T代码在定位中的应用。
G代码指令
10
PLCopen标准与运动控制库
MC_Power、MC_MoveAbsolute、MC_MoveRelative、MC_Home等功能块。
PLCopen功能块
11
电子齿轮与电子凸轮实战
电子齿轮比的设置、电子凸轮表的生成、飞剪与追剪应用。
凸轮齿轮
12
多轴同步控制
主从跟随、虚拟主轴、交叉耦合控制、龙门同步控制。
同步龙门
13
高速定位中的振动抑制
陷波滤波器、低通滤波器、加速度反馈、振动抑制参数调试。
振动滤波
14
编码器与反馈系统
增量式与绝对式编码器、BiSS/C/EnDat协议、编码器数据采集与处理。
编码器协议
15
总线通信技术
EtherCAT、PROFINET、CANopen、EtherNet/IP在运动控制中的对比与选型。
总线选型
16
EtherCAT实战
从站配置、DC同步、分布时钟、总线抖动对定位精度的影响。
EtherCAT同步
17
运动控制软件架构
实时操作系统（RTOS）、任务优先级划分、看门狗与安全机制。
软件RTOS
18
C#上位机开发基础
串口通信、TCP/IP通信、上位机与运动控制器的数据交互。
C#通信
19
上位机运动控制界面设计
实时曲线显示（位置/速度/跟随误差）、参数在线整定、状态监控。
界面监控
20
运动控制算法仿真
MATLAB/Simulink仿真、Python仿真、算法验证与参数优化。
仿真算法
21
高速定位的机械因素
机械刚度、惯量匹配、联轴器选型、机械谐振对定位的影响。
机械谐振
22
惯量匹配与负载计算
负载惯量计算、电机转子惯量、惯量比与响应速度的关系。
惯量匹配
23
运动控制调试流程
上电前检查、点动测试、回零操作、手动运行、自动运行调试。
调试流程
24
回零与寻参方式
限位回零、Z脉冲回零、绝对值编码器回零、软限位与硬限位。
回零限位
25
高速定位的常见问题与对策
过冲、震荡、丢步、跟随误差过大、定位超时。
故障对策
26
运动控制性能测试
阶跃响应测试、正弦波跟踪测试、梯形波测试、Jerk测试。
测试响应
27
行业案例1：贴片机高速定位系统
X/Y/θ轴协同、飞拍定位、视觉引导。
贴片机视觉
28
行业案例2：数控机床多轴联动
五轴联动、RTCP、刀尖跟随。
数控五轴
29
行业案例3：3C电子装配
点胶机、锁螺丝机、高速拾放。
3C装配
30
课程总结与进阶路径
运动控制工程师技能树、推荐书籍与工具、开源项目与社区。
总结进阶