什么叫运动控制系统（运动控制系统介绍）

运动控制系统

事实上，运动控制系统是一个比较大的系统，就像之前的通信系统一样，通常由很多部件组成。运动控制系统将集成信号分析与处理、自动控制、通信等。

运动的要素

抽象地说，运动的要素可以概括为以下几点：物体、参照系、状态描述、状态变化、动力。因此，物体的运动简单来说就是物体在力的作用下在特定参考系中的状态发生变化。

在运动系统的设计阶段，首先需要明确这里所说的运动要素及其相互关系，这就是“建模”的过程。 “建模”是运动控制的基础。

目的

对象是我们控制运动的实体。对于运动控制，对象通常是明确定义的。

不同的物体会表现出不同的特性，因此它们在受力后会表现出不同的反应，并会出现不同的运动情况。通常我们需要充分了解物体才能控制它，而了解物体的过程称为“建模”，即认识到物体在受力时改变其状态的特征。

实际应用中，对象在运动控制系统的不同设计阶段有不同的简化描述，应注意。有时将对象视为粒子，有时将对象视为成形刚体，有时根据对象的真实形状来描述对象。这一点将在下面的讨论中总结。

参考系统

事实上，运动是相对的，所以描述物体“运动”的前提是确定物体所比较的参考系。确定了参考系之后，就可以实际描述对象的状态了。 “移动”是指物体的状态在这个参考系下发生变化。因此，我们可以看出，对“运动”的描述必须依赖于参考系和状态描述。

参考系是运动的基础。如果没有明确的参考系，就不可能清楚地控制物体的运动。

对“移动”的描述通常并不唯一。同一对象在不同的参考系下会有不同的描述。而且，在实际应用中，对象并不只有一种参考系，而是有多种不同的参考系，从而可以在不同情况下对对象进行合理的描述。例如，在无人机运动控制中，经常使用机身坐标系、导航坐标系、气流坐标系等。

数学上对参考系的描述是坐标系。常见的坐标系包括：直角坐标系、球坐标系等，不同的坐标系适合描述不同的运动情况。其中直角坐标系最符合人们对空间的感知，因此应用广泛。

状态描述

确定参考系后，就可以确定参考系中物体的状态。物体的状态在参考系中是唯一确定的，否则无法清楚地描述。

我们在不同的坐标系下可能有不同的状态描述，但是这些状态描述之间的转换关系必须是固定的、明确的，即不同坐标系下的物体的状态描述是可以相互转换的。而且，在普通的运动控制系统中，由于进行不同目的的运动控制，为了方便起见，采用不同的坐标系来描述运动状态，然后通过坐标系的转换实现相互关联。