對(duì)強(qiáng)耦合、周期性、多頻擾動(dòng)等運(yùn)動(dòng)控制精度要求高的場(chǎng)合，常規(guī)PID調(diào)節(jié)就難以得到滿意的控制效果。對(duì)于周期性、多頻擾動(dòng)常見的控制方法有以下幾種：

(1) 學(xué)習(xí)控制是一種通過(guò)重復(fù)的試運(yùn)行來(lái)形成目標(biāo)輸入，從而在有限時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生所需輸出的方法，它被認(rèn)為是一種對(duì)目標(biāo)輸入的逆系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)生成的方法。

(2) 自適應(yīng)前饋控制是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制量的幅值和相位，來(lái)保證在輸入端加一個(gè)與干擾幅值相等、相位相反的控制作用，以抑制周期干擾。

(3) 內(nèi)?？刂疲↖nternal Model Control）是將干擾模型包含在反饋環(huán)內(nèi)，控制器的設(shè)計(jì)主要是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)膫鬟f函數(shù)，使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，且具有期望的輸入、輸出性能，以抑制周期性干擾。這種方法還可處理多頻干擾問(wèn)題。

(4) 重復(fù)控制則是采用內(nèi)模原理，通過(guò)建立重復(fù)補(bǔ)償器和穩(wěn)定化補(bǔ)償器，使系統(tǒng)具有內(nèi)部穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)魯棒性，進(jìn)而抑制周期性干擾。

由于運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，為了適應(yīng)新的情況、特定環(huán)境和對(duì)象，不斷會(huì)有新的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、多軸插補(bǔ)和控制濾波算法出現(xiàn)。

運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代化的"制器之技"，運(yùn)動(dòng)控制器不但在傳統(tǒng)的機(jī)械數(shù)控行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，而且在新興的電子制造和信息產(chǎn)品的制造業(yè)中起著不可替代的作用。通用運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已逐步發(fā)展成為一種高度集成化的技術(shù)，不但包含通用的多軸速度、位置控制技術(shù)，而且與應(yīng)用系統(tǒng)的工藝條件和技術(shù)要求緊密相關(guān)。事實(shí)上，應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)要求，特別是一個(gè)行業(yè)的工藝技術(shù)要求也促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)控制器的功能的發(fā)展。通用運(yùn)動(dòng)控制器的許多功能都是同工藝技術(shù)要求密切相關(guān)的，通用運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用不但簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)甚至簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。通用運(yùn)動(dòng)控制器的主要功能在多個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用：

（1）運(yùn)動(dòng)規(guī)劃功能 實(shí)際上是形成運(yùn)動(dòng)的速度和位置的基準(zhǔn)量。合適的基準(zhǔn)量不但可以改善軌跡的精度，而且其影響作用還可以降低對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)以及機(jī)械傳遞元件的要求。通用運(yùn)動(dòng)控制器通常都提供基于對(duì)沖擊（Jerk）、加速度和速度等這些可影響動(dòng)態(tài)軌跡精度的量值加以限制的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，用戶可以直接調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。對(duì)于加速度進(jìn)行限制的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃產(chǎn)生梯形速度曲線；對(duì)于沖擊進(jìn)行限制的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃產(chǎn)生S形速度曲線。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，采用加速度和速度基準(zhǔn)量限制的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，就足已獲得一種優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性。對(duì)于高加速度、小行程運(yùn)動(dòng)的快速定位系統(tǒng)如PCB鉆床、SMT機(jī)，其定位時(shí)間和超調(diào)量都有嚴(yán)格的要求，往往需要高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法。

（2）多軸插補(bǔ)、連續(xù)插補(bǔ)功能 通用運(yùn)動(dòng)控制器提供的多軸插補(bǔ)功能在數(shù)控機(jī)械行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，由于雕刻機(jī)市場(chǎng)，特別是模具雕刻機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展，推動(dòng)了運(yùn)動(dòng)控制器的連續(xù)插補(bǔ)功能的發(fā)展。在模具雕刻中存在大量的短小線段加工，要求段間加工速度波動(dòng)盡可能小，速度的變化的拐點(diǎn)要平滑過(guò)渡，這樣要求運(yùn)動(dòng)控制器由速度前瞻（Look ahead）和連續(xù)插補(bǔ)的功能。固高科技公司推出了專門應(yīng)用于小線段加工工藝的連續(xù)插補(bǔ)型運(yùn)動(dòng)控制器，該控制器在模具雕刻、激光雕刻、平面切割等領(lǐng)域獲得了良好的應(yīng)用。

（3）電子齒輪與電子凸輪功能 不但可以大大地簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)，而且可以實(shí)現(xiàn)許多機(jī)械齒輪與凸輪難以實(shí)現(xiàn)的功能。電子齒輪可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸按設(shè)定的齒輪比同步運(yùn)動(dòng)，這使得運(yùn)動(dòng)控制器在定長(zhǎng)剪切（fixed-length cutting）和無(wú)軸傳動(dòng)的套色印刷方面有很好的應(yīng)用。另外，電子齒輪功能還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸以設(shè)定的齒輪比跟隨一個(gè)函數(shù)，而這個(gè)函數(shù)由其他的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)決定；一個(gè)軸也可以以設(shè)定的比例跟隨其他兩個(gè)軸的合成速度。如工業(yè)縫紉機(jī)和絎縫機(jī)的應(yīng)用中，Z軸（縫線軸）可以跟隨XY軸（移動(dòng)軸）的合成速度，從而使縫針腳距均勻。電子凸輪功能可以通過(guò)編程改變凸輪形狀，無(wú)需修磨機(jī)械凸輪，極大地簡(jiǎn)化了加工工藝。這個(gè)功能使運(yùn)動(dòng)控制器在機(jī)械凸輪的淬火加工、異型玻璃切割和全電機(jī)驅(qū)動(dòng)彈簧機(jī)等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用。

（4）比較輸出功能 是指在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，位置到達(dá)設(shè)定的坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器輸出一個(gè)或多個(gè)開關(guān)量，而運(yùn)動(dòng)過(guò)程不受影響。如在AOI的飛行檢測(cè)（Flying inspection）中，運(yùn)動(dòng)控制器的比較輸出功能使系統(tǒng)運(yùn)行到設(shè)定的位置即啟動(dòng)CCD快速攝像，而運(yùn)動(dòng)并不受影響，這樣極大地提高了效率，改善了圖像質(zhì)量。另外，在激光雕刻應(yīng)用中，固高科技公司的通用運(yùn)動(dòng)控制器的這項(xiàng)功能也獲得了很好的應(yīng)用。

（5）探針信號(hào)鎖存功能 可以鎖存探針信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)刻，各運(yùn)動(dòng)軸的位置，其精度只與硬件電路相關(guān)，不受軟件和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)慣性的影響，在CMM測(cè)量行業(yè)有良好的應(yīng)用。

另外，越來(lái)越多的OEM廠商希望將他們自己豐富的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)集成到運(yùn)動(dòng)控制中去，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和控制對(duì)象，個(gè)性化設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制器的功能。固高科技公司已經(jīng)開發(fā)了通用運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，使通用運(yùn)動(dòng)控制器具有真正面向?qū)ο蟮拈_放式控制結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)重構(gòu)能力，用戶可以將自己設(shè)計(jì)的控制算法加載到運(yùn)動(dòng)控制器的內(nèi)存中，而無(wú)需改變控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以重新構(gòu)造一個(gè)特殊用途的專用運(yùn)動(dòng)控制器。

今后基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動(dòng)控制器仍然是市場(chǎng)的主流，但是，基于網(wǎng)絡(luò)的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器會(huì)有較大的發(fā)展。基于計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)總線的通用運(yùn)動(dòng)控制器主要是板卡結(jié)構(gòu)，采用的總線大都為ISA、PCI。由于它們的應(yīng)用依附于通用PC計(jì)算機(jī)平臺(tái)，從工業(yè)控制的角度分析，這種運(yùn)動(dòng)控制器的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

優(yōu)點(diǎn)：

(1) 硬件組成簡(jiǎn)單，把運(yùn)動(dòng)控制器插入PC總線，連接信號(hào)線就可組成系統(tǒng)；

(2) 可以使用PC機(jī)已經(jīng)具有的豐富軟件進(jìn)行開發(fā)；

(3) 運(yùn)動(dòng)控制軟件的代碼通用性和可移植性較好；

(4) 可以進(jìn)行開發(fā)工作的工程人員較多，不需要太多培訓(xùn)工作，就可以進(jìn)行開發(fā)。

缺點(diǎn)：

(1) 采用板卡結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制器采用金手指連接，單邊固定，在多數(shù)環(huán)境較差的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（振動(dòng)，粉塵，油污嚴(yán)重），不適宜長(zhǎng)期工作。

(2) PC資源浪費(fèi)。由于PC的捆綁方式銷售，用戶實(shí)際上僅使用少部分PC資源，未使用的PC資源不但造成閑置和浪費(fèi)，還帶來(lái)維護(hù)上的麻煩。

(3) 整體可靠性難以保證，由于PC的選擇可以是工控機(jī)，也可以是商用機(jī)。系統(tǒng)集成后，可靠性差異很大。并不是由運(yùn)動(dòng)控制器能保證的。

(4) 難以突出行業(yè)特點(diǎn)。不同行業(yè)、不同設(shè)備其控制面板均有不同的特色和個(gè)性。

嵌入式PC的運(yùn)動(dòng)控制器能夠克服以上缺點(diǎn)。這種產(chǎn)品會(huì)有較好的市場(chǎng)前景。由于SOM（system on module）和SOC（system on chip）技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式PC運(yùn)動(dòng)控制器獲得了良好的發(fā)展。嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器產(chǎn)品可以很方便地將在PC上開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，不加任何改動(dòng)就可以很方便地移植過(guò)來(lái)。作為用戶來(lái)講，他們僅僅開發(fā)跟其具體項(xiàng)目有關(guān)、相對(duì)獨(dú)立的人機(jī)界面就可以了。由于嵌入式PC的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)具有標(biāo)準(zhǔn)PC的接口功能，用戶不需要再購(gòu)買工業(yè)PC就能很方便的組成他們自己的系統(tǒng)。這種嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器既提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，有時(shí)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔和高度集成化。

隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)動(dòng)控制器獲得了極大的發(fā)展，并已經(jīng)開始應(yīng)用于多軸同步控制中。越來(lái)越多的傳統(tǒng)的以機(jī)械軸同步的系統(tǒng)開始采用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動(dòng)控制器控制的電機(jī)軸控制，這樣可以減少系統(tǒng)地維護(hù)和增加系統(tǒng)的柔性。

由于我國(guó)的特殊市場(chǎng)需求，一些其他的專用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也會(huì)越來(lái)越多。例如圖像伺服控制的專用運(yùn)動(dòng)控制器，力伺服的專用運(yùn)動(dòng)控制器等。根據(jù)用戶的應(yīng)用要求進(jìn)行客制化的重構(gòu)，設(shè)計(jì)出個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)控制器將成為市場(chǎng)應(yīng)用的一大方向。

一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)控制器構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)指令有運(yùn)動(dòng)控制器給出，因此運(yùn)動(dòng)控制器是整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的靈魂。用戶必需使用通用運(yùn)動(dòng)控制器提供的標(biāo)準(zhǔn)功能進(jìn)行二次開發(fā)，根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)的工藝條件，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制器的相關(guān)功能，開發(fā)出集成了自己的工藝特點(diǎn)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，用戶還需要了解構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的其他部件，必須保證機(jī)械系統(tǒng)的完備，才能集成出高質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。從我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況來(lái)看，通用運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用和市場(chǎng)僅僅是剛剛啟動(dòng)。與美國(guó)和歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)開發(fā)上政府的投入很少，在該領(lǐng)域沒有形成統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。高等院校的教育還沒有跟上，沒有培養(yǎng)出一大批能夠開發(fā)和應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制器的人才。在市場(chǎng)推廣過(guò)程中碰到的最大困難就是國(guó)內(nèi)的系統(tǒng)集成商和設(shè)備制造商缺乏應(yīng)用工程師。使得運(yùn)動(dòng)控制器的應(yīng)用工作受阻，售后技術(shù)支持難度加大。因此，快速培養(yǎng)一大批運(yùn)動(dòng)控制器的開發(fā)應(yīng)用人才是加快新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵。