运动控制都非常关注应用场景，一个直接原因是应用场景与设备及工艺密切相关。通过应用场景及一些KPI指标，能够判断其控制的复杂性。

在运动控制的应用场景中，如果说定位是排第1的应用，那么电子凸轮和张力控制应该排在第2和第3的应用。在我的脑海里，这三大应用应几乎占到常规应用的70%以上。如果工程师把这3种应用“玩转”，并“玩精”了，那么应该能够找到一份很好的工作。

对于定位控制，以后再和大家一起深入探讨，本文章聊聊张力控制和电子凸轮。

对于张力控制，通常分为：开环和闭环张力控制。

开环张力控制：是指没有实际张力检测装置，相对较容易控制，比如：收放卷应用中的间接张力控制等。张力看似比较稳，但实际张力大小不一定满足需要，这只能通过加工出来的实际产品的效果来衡量。所以，对于开环控制来说，张力设定值的计算非常重要，来自哪里？与哪些因素有关？有应用经验且对设备工艺比较熟悉的工程师，通常会用一些补偿的手段来提高张力控制的精度。比如：摩擦补偿，加减速时的力矩补偿，甚至高低速时的力矩补偿等。

闭环张力控制：指有实际张力检测装置，并参与系统的闭环控制，比如：张力传感器检测实际张力，浮动辊检测其位置反馈实际张力等，这些实际值将参与PID闭环控制。它是一种全闭环控制的形式，影响的因素比较多，相对比较难。

其实，全闭环控制是一支双刃剑，反映实际值，控制精度比较高，但较难控制。如果控制不好，很可能精度不如开环控制。全闭环控制不仅需要大量的实践经验，专业理论知识也是必不可少的。

 

电子凸轮是从机械凸轮衍生出来，它表示的是从轴与主轴的位置关系，常用多段曲线来描述，其实可以表示为任意位置关系。相对于机械凸轮，电子凸轮有非常大的灵活性。

实际应用中，这种曲线关系，常为3次、5次、7次或正弦等关系，更像是数学方程式中X与Y的关系式。所以，有很多工程师，对伺服应用及运动控制的原理并不了解，但这不影响他调试一些电子凸轮的应用。这是因为凸轮应用不是全闭环控制，而且各厂家都提供了标准功能块。

很多应用场景，只要曲线设置没有大的问题，基本能够实现工艺要求。但这样也会带来一些问题，如果没有经验去设置凸轮曲线，有时会出现伺服报警，甚至很频繁，同时生产节拍也上不去。有经验的工程师设置曲线，会注意加速度数值及曲线的平滑性，以及是否有跳变。同时根据负载情况及运动轨迹来分段和选择曲线的类型。

 

在我的认知里，电子凸轮像“理”科，而张力控制则更像“工”科。相比较全闭环控制来说，电子凸轮则是一种半闭环控制，其中的关系可以理解为：

对于较为复杂的应用，电子凸轮和张力控制一样，都需要有大量的实战经验和较强的理论功底。一个需要研究设备的动态特性及各种曲线的平滑性，另一个要研究全闭环控制在加速、匀速、减速过程中的稳定性。

对于一些常规的应用，即使你对机械负载运动特性不太熟悉，你照样可以完成凸轮的调试，但是你很难完成张力控制的调试！很大程度上是因为张力控制跟机械负载、加工材料特性、速度高低、加速度大小、电气系统有密切的关系。所以，从这个意义来说，张力控制需要的知识面要更广一些，更具有实战性。

如果你是一名优秀的运动控制工程师，除了调试各类的凸轮应用外，请你挑战一下各类的张力控制，从中能够体会到与众不同，也能体会到运动控制的复杂性！