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了解NI运动控制架构

运动系统通常包含应用软件、运动控制器、驱动、电机，以及机械组件，例如，变速器和变速级。 通过以下栏目，深入了解所有这些组件。

架构

下列运动控制架构在不同的硬件层上实现： 应用程序编程、监视控制、轨迹生成、轨迹插值、控制循环（位置、速度、扭矩）。 上述模块通常分别位于开发机、实时运动控制器和驱动固件上。 低于应用程序层的模块通常以确定性方式执行，以满足运动系统的控制和I/O需求。 NI有两种确定性执行的架构： (1) 插入式运动控制器； (2) LabVIEW实时终端，通过NI LabVIEW NI SoftMotion模块实现。

NI SoftMotion架构

NI SoftMotion为您提供了自定义运动系统的灵活性。

插入式运动控制器架构

NI插入式运动控制器架构遵循各个组件已定义的模式。

软件

NI提供了两种不同的运动架构（见“架构”部分），两种架构的编程方式也不尽相同。 使用NI插入式运动控制器的应用程序通过NI-Motion驱动和NI Motion助手编程；使用NI实时控制器和NI FPGA终端的应用程序通过LabVIEW NI SoftMotion模块编程。

用于NI LabVIEW的NI SoftMotion模块

LabVIEW NI SoftMotion用于在NI实时处理器和NI FPGA终端上对运动应用程序编程。 该模块叫做LabVIEW NI SoftMotion，因为它是软件定义运动控制的一个实现。监视控制、轨迹生成、控制循环等控制内容均被模块化。 每个组件都会被用于运动系统中最合适的部分（开发机、实时处理器、FPGA），以满足特定的用途需要。 该平台的优势在于LabVIEW NI SoftMotion使得很多高级应用像开箱一样简单，也可根据实际需要在应用程序代码、实时SoftMotion Engine、FPGA IP层进行自定义。 通过LabVIEW NI SoftMotion，可使用LabVIEW项目快速配置运动轴、仿真轴、绑定轴和硬件，测试和调试运动系统。 应用程序开发完毕后，可在开发计算机上运行程序，开发计算机应连接至运行NI SoftMotion Engine的实时控制器。也可将程序部署至NI实时控制器独立运行，或通过人机界面运行。

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NI-Motion驱动器

NI-Motion驱动用于对NI PCI和PXI插入式运动控制器编程（NI 7330, NI 7340, NI 7350, NI 7390系列控制器）。 驱动中包含LabVIEW VI和范例，可通过这些范例快速创建插入式控制器的运动控制程序，可在Windows和实时操作系统上使用。

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NI Motion助手

NI运动助手一个基于配置的交互式环境，用于快速原型和部署NI PCI和PXI插入式运动控制器的运动应用程序。 NI Motion助手可快速对应用程序建模并将应用程序转换为可运行的LabVIEW VI和ANSI C代码。

控制器

NI提供两种截然不同的运动控制架构（见“架构”部分），两种架构使用的控制器和软件都不尽相同。 使用NI插入式运动控制器的应用程序通过NI-Motion驱动和NI Motion助手编程；使用NI实时控制器和NI FPGA终端的应用程序通过LabVIEW NI SoftMotion模块编程。

使用LabVIEW NI SoftMotion的LabVIEW Real-Time终端

通过LabVIEW NI SoftMotion可将LabVIEW Real-Time终端作为运动控制器使用，包括PXI、NI CompactRIO、NI工业控制器等。 LabVIEW项目用于配置运动轴设置、测试配置和调节电机。 LabVIEW NI SoftMotion提供监管控制和强大的轨迹发生器，随运动系统设置和应用程序代码一同部署至实时控制器。 当LabVIEW Real-Time终端作为运动控制器时，可自定义运动功能，在力反馈或视觉导向的运动应用中集成测量I/O或视觉功能。

创建NI运动控制系统

PCI和PXI插入式运动控制器

NI 7330、7340、7350、7390系列PCI和PXI板卡是基于数字信号处理的运动控制器，通过NI-Motion驱动程序使用LabVIEW编程。 NI插入式运动控制器可用于2-8轴的步进和伺服电机控制。 可在Windows或LabVIEW Real-Time系统上使用这些控制器，将控制器集成至NI DAQ设备实现高速自动测试系统。 这些板卡也与可重配置交互式运动原型工具Motion Assistant兼容。

驱动

NI电机功率驱动是连接各种功率范围和种类的NI运动控制器可靠简单的解决方案。

NI C系列驱动(NI 9501, NI 9502, NI 9505)

C系列驱动模块将驱动设备整合至CompactRIO机箱，提供坚固的嵌入式运动解决方案。 LabVIEW NI SoftMotion随附多种可立即运行的范例以及FPGA IP，用于快速搭建和运行控制模块。 驱动控制在LabVIEW FPGA层上实现底层算法。过去，算法一般在驱动层之上实现。 3个模块都是单轴。 NI 9505是一个H全桥模块，驱动带刷直流伺服电机、继电器、电灯、螺线管和阀门。 NI 9501是一个步进电机驱动，NI 9502是一个无刷伺服电机(BLDC, BLAC PMSM)驱动。

NI 9501|NI 9502|NI 9505

NI C系列驱动接口(NI 9512, NI 9514, NI 9516)

用于CompactRIO的NI 951x C系列驱动接口，可直接连接数百种步进和伺服驱动。 这些模块为一个轴向运动提供伺服或步进驱动接口信号。 此外，它们提供一套完整的运动控制I/O信号，包括：主开关与限位开关的输入、用于位置反馈的增量型编码器输入、数字输入和数字输出线。 NI 951x驱动接口包含：运行样条插值引擎的处理器和获得专利的NI步进生成算法或控制循环。

C系列驱动接口

无刷伺服驱动

AKD无刷伺服驱动具有单轴运动的领先技术。 提供NI AKM无刷伺服电机的即插即用配置，通过模拟控制信号或确定性EtherCAT通信连接至运动控制器。 从带有两个以太网端口的NI实时终端，可将使用EtherCAT通信的运动系统直接连接至EtherCAT驱动。 也可使用NI 9144 EtherCAT扩展机箱和C系列驱动接口模块的优势，通过模拟控制信号或步进和方向命令连接至AKD。 因为二者使用相同的技术，本地（模拟控制）和分布式运动轴(EtherCAT)可组合在一个控制器中。

AKD伺服驱动

步进电机驱动器

NI P7000步进电机驱动为所有NI运动控制器提供了可靠且易于连接的解决方案。 NI提供单轴功率驱动以及高扭矩输出、微步进和抗谐振控制。 P70360单轴交流输入功率驱动提供320 V总线和3.5 A峰值电流输出，P70530单轴直流输入功率驱动提供20-75 V总线和7.1 A峰值电流输出。 NI提供P7000连接至NI PCI和PXI插入式运动控制器的连接方案，以及NI 9512 C系列驱动接口模块。

步进电机驱动器

电机

NI无刷伺服电机具有出色的动态性能，通过智能反馈技术实现了即插即用的配置，是伺服驱动的绝佳搭配。 NI无刷伺服电机具有低惯性转子，凭借其低重心、低谐波的失真型磁力设计在同类产品中脱颖而出。

伺服电机

NI AKM无刷伺服电机具有出色的动态性能，通过智能反馈技术实现了即插即用的配置，是AKD伺服驱动的绝佳搭配。 AKM无刷伺服电机具有低惯性转子，凭借其低重心、低谐波的失真型磁力设计在同类产品中脱颖而出。

NI无刷伺服电机

步进电机

NI步进电机具有高精度和大扭矩，并可与NI步进电机驱动方便的连接。 无刷设计、坚固轴承和革命性的冷却技术使得这些电机具有较长的使用寿命。 二相电机的设计保证了1.8度较小和精确的位移（200步一周），并且易于控制。

NI步进电机