1.3.4运动控制系统的发展趋势随着工业生产及社会需求的不断提高，运动控制技术在得到前所未有的发展的同时，也面临着诸多挑战及困难，而人们对运动控制系统也提出了更高的要求，对其控制性能也更为严苛。总的来说，现如今运动控制系统的发展方向主要集中在如下四个方面：(1)定位精度随着运动控制技术的发展可自动化控制的普及，各行业针对运动控制系统的定位精度也提出了更高的要求，其发展趋势也从大批量、通用型转变为高精度、专用型的生产模式以适应日新月异的生产需要和科研要求[34]。单从某方面改进已无法在提高定位精度的同时兼顾到其他方面诸如快速性、稳定性等，故而为了提高运动控制系统的定位精度，往往需要采取一系列综合性措施[35][36]:提高位置检测元件的精度，如可采取编码器+光栅尺/磁栅尺或激光干涉仪等先进检测设备替代传统的位置传感器，可较大的提高测量精度；提高硬件的结构精度，硬件的结构精度对控制系统的控制效果会产生较大的影响，合理设计硬件的结构并改善结构精度能显著提高控制系统的重复精度；消除环境因素的影响使控制系统工作在适宜的环境下，不宜在极端环境或过载的情况下使用，以免造成危险且会影响其精度，特别要避免工作在多个力作用下的复杂环境及高温环境中；采用合适的数据采集方法，数据采集对判断运动控制系统的工作性能至关重要，它是反馈控制系统指标参数最为直接的数据，合适的采集方法能最大限度的降低控制系统的不确定度。(2)开放性在生产应用过程中，随着需求的变更可能会导致控制系统不再适用，而闲置的设备是极大的资源浪费，所以在设计过程中需要考虑控制系统具有加大的柔性以便于二次开发，而不能仅仅局限于完成设计目标、实现相应功能要求即可[37]。(3)智能化随着人工智能的迅猛发展，运动控制系统除了具备相应的精确性及快速性，还应该具备一定程度的智能，应用软件在接踵而至的技术革新中日趋成熟，促进了三坐标工作台与智能控制相结合，以设计出更加友好、智能的人机交互系统[38]。(4)工作效率运动控制系统的工作效率是丈量其性能好坏的重要指标，且控制系统的工作效率往往与其精度或稳定性成反比，因而亟待解决的关键问题是在提高工作效率的同时也要保证足够的精度和稳定性，这里列举如下各方面的措施[39]:合理设计运动控制系统的结构，并对系统进行建模及必要的仿真实验；设计稳定的运动控制系统并优化相应的控制算法以提高系统总体性能，保证控制系统在高速工作时仍能达到预定的精度要求，并能够持续稳定的工作较长时间而不产生振荡、过冲等现象；在控制系统中设计相应的误差校正环节对产生的误差进行反馈及补偿，以保证在提高工作效率的同时也满足定位精度的要求；开发相应的软件以保证对运动系统的实时控制；选择合适的电机及驱动器。1.4课题研究的主要内容本课题的目的是设计一套三坐标工作台，实现对各数字通道精确的自动切换测量。本文主要做了以下工作：(1)三坐标工作台运动控制系统设计。根据三坐标工作台的控制原理确定了运动控制系统的总体结构，并在此基础上分析了运动控制系统的组成以作为后续研究的基础。(2)实验验证。实验分析主要包括定位精度分析及运动精度分析，定位精度分析是针对单轴定位精度实验及三轴复合定位精度实验进行分析，而运动精度分析是针对不同运动速度的单轴定位精度分析。通过实验得到运动误差来检测运动控制系统的性能，以验证本课题所设计的运动控制系统的合理性。1.5本章小结本章从三坐标工作台的研究背景入手，分别从运动控制理论与运动控制器的研究现状来引出运动控制系统的研究现状及发展趋势，并简略概述了本文的研究内容。第二章运动控制系统设计本文主要围绕三坐标工作台运动控制系统进行研究。作为研究的基础，本章根据课题技术要求及三坐标工作台控制原理确定了其运动控制系统总体结构，并在此基础上分析了运动控制系统的组成，从而完成了三坐标工作台运动控制系统的设计。2.1技术要求本课题所设计的喷涂手的运动控制系统为实现3D打印材料的精确喷涂，相关的技术要求如下。(1)功能要求制系统应有利于3D血管打印的功能实现和临床应用推广，结构紧凑，布线美观，控制灵活。(2)...
