发布时间：2021-12-28 阅读量：1360 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
为了解释现有解决方案的局限性，考虑一个两轴网络运动控制系统，如图1所示。运动控制主机通过实时网络向两个伺服控制器发送命令和指令值，每个伺服控制器构成网络上的一个从机节点。伺服控制器本身由网络控制器、电机控制器、功率逆变器和电机/编码器组成。
时网络协议采用不同的方法使从机节点与主机同步，一种常用方法是在每个节点处配置一个本地同步时钟。这种对时间的共识确保了所有伺服轴的指令值和命令均紧密同步。换言之，实时网络上的所有网络控制器都保持同步。
通常，在网络控制器和电机控制器之间有两条中断线。第一条通知电机控制器何时需要收集输入并将其放到网络上。第二条通知电机控制器何时从网络中读取数据。遵照这种方法，运动控制器和电机控制器之间以同步方式进行数据交换，并且可以实现非常高的定时精度。但是，仅将同步数据传送到电机控制器还不够；电机控制器还必须能以同步方式响应数据。如果没有这一能力，电机控制器就无法充分利用网络的定时精度。在响应指令值和命令时，电机控制器的I/O会出现问题。
电机控制器中的每个I/O（例如脉宽调制(PWM)定时器和ADC）都具有固有的延迟和时间量化。例如，我们来看图2所示的为功率逆变器产生栅极驱动信号的PWM定时器。该定时器通过比较指令值Mx与上下计数器来产生栅极信号。当控制算法改变Mx时，新的占空比要到下一个PWM周期才会生效。这相当于一个零阶保持效应，意味着每个PWM周期T内占空比仅更新一次或两次（若使用双更新模式）。
典型的两轴网络运动控制系统。
PWM定时器的占空比更新。
在实时网络上，无论数据交换如何紧密地同步，PWM定时器的时间量化将最终成为轴同步的决定性因素。当接收到新的指令值时，无法在新的占空比生效之前对其进行响应。这导致时间不确定性最长可达一个PWM周期（通常在50 μs至100 μs范围内）。实际上，网络同步周期和PWM周期之间将存在一个未经定义且可变的相位关系。将其与实时网络上低于1 μs的时间不确定性相比较，很显然，电机控制器的I/O在网络同步运动控制中起到更至关重要的作用。实际上，决定同步精度的不是实时网络，而是系统I/O。
再次参考图中该系统具有A、B、C三个同步域，它们没有绑定在一起。它们实际上并不同步，具有最长可达一个PWM周期的可变不确定性。
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