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文献综述
当今工业生产环境复杂多变，多轴电机的运用也十分普遍，但是要使多轴电机的运动控制能够适应各类的工作环境，就需要一种确切的控制方式使其能够精确地控制各类环境下的多轴电机运动，并应当尽量减小系统体积、成本以及能耗、温飘等，所以提出该基于CAN现场总线的多轴运动控制系统设计。
CAN现场总线是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：网络各节点之间的数据通信实时性强；缩短了开发周期；已形成国际标准的现场总线；最有前途的现场总线之一。
CAN（控制器局部网）最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。CAN结构模型取ISO/OSI模型的第1、2、7层协议，即物理层、数据链路层和应用层，通信速率最高可达1Mbps，通信距离最远可达10km。物理传输介质可支持双绞线，最多可挂接设备110个，CAN总线的成本低，仅为宽令牌总线(如MAP)的几十分之一。正式这种特性，高传输速率，高负载能力，低成本，使得CAN现场总线能够适合较多复杂的生产环境。
典型的运动控制系统主要由指令控制系统、运动控制器、驱动装置、伺服电机、执行机构和反馈装置构成。
运动控制是由电力拖动发展而来的，电力拖动或电力传动是以电动机为对象的控制系统的统称。随着电力电子技术，微电子技术的发展，原有的电力传动的系统已不能满足现在复杂的生产环境需要，二十世纪八十年代后期，国际上开始出现运动控制系统（MotionControlSystem），具有易于与计算机连接的接口而得到飞速发展。
运动控制技术的发展是促进生产革新的重要技术。运动控制器已从过去的以单片机或微处理器编程的运动控制器和以专门的芯片作为核心处理器的运动控制器，研究发展到了基于PC总线的以DSP和FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。当今，随着计算机技术的高速发展，运动控制技术正在发生根本性的变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。开放式体系结构使运动控制系统有更好的通用性、柔性、适用性、扩展性。
基于计算机标准总线的运动控制器：这种运动控制器大都采用DSP或微机芯片作为CPU，可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动，外部IO之间的标准化通用接口功能，它开放的函数库可提供用户根据不同的需要，在DOS或Windows等平台下开发应用软件，组成各种控制系统。目前这种运动控制器得到了广泛的应用。
伺服系统：（servomechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。
在运动控制系统中加入PID调节可以使控制具有更高的稳态精度以及反应灵敏度，而在CAN总线控制多轴运动控制系统中，PID环节存在于PCC（可编程计算机控制器）中，整个控制算法都在PC机中完成，反馈结果根据PID算法得出控制量控制伺服电机，以达到控制要求。
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