1.5 本课程的主要内容和适用对象
本书在原有《运动控制系统》这本教材的基础上新增智能控制器技术与无人驾驶汽车应用实例等内容，面向开设有运动控制系统课程的机械设计与自动化、电气工程及其自动化、机电一体化和自动化等专业。在先修课程中，学生学习了运动控制系统中所涉及的“自动控制理论”、“计算机控制技术”、“传感器与检测技术”及实现电气能量形态变换的“电力电子技术”与“电机学”等课程。运动控制系统的课程特点是具有典型的集成性，它把学生前期学到的专业知识做了一次总复习和综合应用。
1．课程介绍
本书分四篇九章，第一篇运动系统与运动控制器由第1～3章组成，第1章讲述有关运动的概念，分析了两类运动系统及运动轴，有关运动系统的解析方法就是借助牛顿力学与运动学的基本理论体系，解构运动轨迹；第2章讲述运动控制器的组成、典型运动轨迹特征值的求取方法、运动轨迹的生成、查补计算与控制回路，介绍了运动控制器的硬件组成方案及软件开发工具；第3章结合最新科学技术发展趋势，介绍智能运动控制器技术，主要围绕模糊PID技术及运动自适应控制技术展开。第二篇执行器设计与驱动控制技术由第4～7章组成，重点讲述运动控制系统的驱动执行技术。其中，第4章讲述有关执行器的通用设计方法、各类驱动执行方式的基本原理及运动学特征，从控制驱动执行的角度讨论执行器（电机）及负载的选型与计算；第5章主要介绍直流电机控制技术，主要是单闭环速度调节器设计及PI控制算律；第6章介绍交流电机控制技术，以PWM调制技术为主，讲述标量控制、矢量控制与直接转矩控制，介绍商用变频器的使用方法；第7章讲述伺服电机控制技术及商用伺服驱动器使用。第三篇运动感知技术由第8章组成，主要讲述有关运动要素的感知技术，距离、路径、速度、加速度、力和力矩的测量。第四篇运动系统应用实例由第9章组成，提供了七个具体应用实例，结合感知、运动控制器及执行器，按照实际工程需求，结合运动轨迹分析，按照输出→输入→控制器这样的思维逻辑，对运动控制系统进行解析。
那么，为什么要学习这门课程呢？
（1）从控制系统的角度看，运动控制系统具有系统的典型系统集成性和应用的广泛性。
运动控制系统在国民经济中应用广泛，作用重大。大部分的运动控制系统都具有与图1-15所示系统相似的结构，只是控制目标、执行机构和被控对象因系统的不同而不同。
（2）从知识体系的角度看，其知识体系和内容具有较好的代表性和综合性。
运动控制系统所涉及的知识领域及所需要的支撑学科可以用图1-18说明，计算机控制技术、控制理论、信号检测与处理技术、微电子技术、电力电子技术、智能控制和电机学七个学科构成了运动控制系统的理论基础，而每个学科都有各自的相关课程。本课程结合运动系统自身特色，将有关支撑学科知识集成为运动控制系统。通过运动控制系统课程学习使学生掌握专业知识综合，也就是专业术语系统集成。学生通过对运动控制系统课程的学习，可以加深对自动化专业的理解。
图1-18 知识体系
本书所介绍的内容可大致归纳为一个主题和三条主线。
（1）一个主题：运动控制系统。
（2）三条主线：①以距离、位置、速度、加速度、力或者压力为检测对象的反馈检测技术；②以运动控制器为核心研究对象的运动控制技术；③以满足运动需求为目的的执行器设计与驱动技术。
2．本书的学习重点
1）第一篇重点内容
第1章 运动系统分类方法，运动轴的定义（见图1-12和图1-13），运动控制系统的构成（见图1-15），表1-1常用运动学公式，表1-2运动控制系统术语。
第2章 运动控制器构成要素（运动轨迹、插补和控制回路），运动轨迹分类，运动轨迹特征曲线与特征点计算；插补的目的，低阶插补计算方法（直线插补、圆弧插补）；控制回路PID算法；掌握运动控制器硬件构成方法与软件开发工具；控制器设计三要素。
第3章 模糊PID控制器设计及自适应控制器设计。
2）第二篇重点内容
第4章 执行器设计原则与步骤，转动惯量矩计算，运动方程与电机功率计算。
第5章 直流电机PWM调压控制技术，三种电压调节主电路拓扑图（见图5-7、图5-9、图5-12及图5-14）；速度单闭环控制器原理与电路、双闭环控制器原理与电路，掌握图5-20、图5-31、图5-46和图5-48的电路分析，并能说出有关相同点与差异点。
第6章 交流电机解耦基本理论、四组方程（电压、磁链、转矩和运动），坐标变换；交流电机PWM标量控制技术、交流电机矢量控制技术和直接转矩控制技术；掌握变频器使用。
第7章 伺服电机系统要求与构成、系统框图（见图7-1），商用伺服驱动器使用。
3）第三篇重点内容
第8章 距离检测手段（激光测距、超声测距与视频摄像头）、位置检测手段（光栅、磁栅和同步感应器）、角位移检测手段（旋转变压器和光电编码器）、速度检测手段（直流测速发电机和光电式速度传感器），以及力和力矩检测手段等。
由于受到课时的制约，本书的带星号章节供教师根据实际情况节选使用，也可供广大读者进一步深入阅读之用。