运动控制系统是什么

　　运动控制系统

　　其实运动控制系统是一个比较大的系统，就像前面的通信系统一样，通常会由众多的组成部分构成。运动控制系统会综合信号分析与处理、自动控制、通信等的内容。

　　运动的要素

　　抽象来讲，运动的要素可概况为以下几点：对象、参考系、状态描述、状态改变、动力。因此，物体的运动，简单来讲就是对象物体在力的作用下，在特定的参考系下的状态发生了改变。

　　在运动系统的设计阶段，首先需要的就是对这里提到的这些运动要素以及相互间的联系进行明确，即“建模”的过程。“建模”是运动控制的基础。

　　对象

　　对象就是我们进行运动控制的实体。对于运动控制而言，对象通常是明确的。

　　不同的对象会表现出不同的特性，因此在受到力后会表现处不同的响应，会出现不同的运动情况。通常我们需要对对象进行充分的了解才可以进行控制，而对对象进行了解的过程称为“建模”，即对对象受到力时表现出状态改变的特性进行认知。

　　在实际的应用中，对象在运动控制系统的不同设计阶段有不同的简化描述，这一点是要注意的。有时会把对象当成一个质点来看待，有时会把对象当成一个有形状的刚体来看待，有时会根据对象的真实形状进行描述。这一点会在下面的探讨中进行总结。

　　参考系

　　其实动是相对的，因此对物体“动”的描述的前提是确定物体对照的参考系中。在确定好参考系后其实就可以对物体进行状态描述了。“动”就是指在该参考系下，对象的状态发生了改变。因此我们可以看出，“动”的描述一定依赖于参考系与状态描述。

　　参考系是运动的基础，没有明确参考系是无法对对象进行明确的运动控制的。

　　“动”的描述通常都不是唯一的，相同的对象，在不同的参照系下会有不同的描述。而且在实际应用中，对象的参考系并不是只有一个，会存在很多不同的参考系，使对象在不同的情况下进行合理描述。比如在无人机运动控制中就会经常使用机体坐标系、导航坐标系、气流坐标系等。

　　参考系在数学中的描述是坐标系，常见的坐标系有：直角坐标系、球坐标系等。不同的坐标系适用于对不同运动情况的描述，其中直角坐标系最符合于人对空间的认知，因此应用比较广。

　　状态描述

　　在确定了参考系后就可以对对象在该参考系中的状态进行确定，对象的状态在参考系中是唯一确定的，否者无法进行明确的描述。

　　在不同的坐标系下我们可能有不同的状态描述，但这些状态描述间的转换关系一定是固定的、明确的，即对象在不同的坐标系下的状态描述可以进行相互的转换。而且在通常的运动控制系统中，由于会进行不同目的的运动控制，因此方便起见会应用不同的坐标系进行运动状态的描述，然后通过坐标系的转换来实现相互的关联。