在设计包含运动控制的应用时，有许多因素需要考虑。使用什么样的电机，如何为电机选择合适的驱动器，如何从系统中获得反馈，如何同步运动，让系统的不同部分共同交流，这些都是在这个过程中需要回答的问题。高性能可靠运动系统的设计。
1.电机技术
在任何类型的运动应用中，首先需要做出的选择是为特定应用确定合适的电机类型。一些最常见的电机类型有步进电机、无刷或有刷伺服电机以及同步或感应交流电机。这种选择通常是根据特定电机的转矩和速度特性做出的。
对于闭环控制，反馈非常重要，有很多传感器可用，如编码器、分解器、转速表等。相对编码器提供相对于初始位置的位置信息，而绝对编码器保持轴的绝对位置，并证明在机器启动时需要该位置时是有用的。
2.通信信息转移通路
通信总线负责将运动命令从控制器传输到驱动器。通信可以通过模拟信号、数字步进和方向命令或确定性通信总线进行。
选择通信总线时要考虑很多因素，其中最重要的因素是运动控制器和驱动器之间的距离以及环境噪声的存在。例如，在嘈杂的环境中，通信总线可能比模拟信号更可行。然而，这种选择也高度依赖于运动控制器和所选驱动程序之间的兼容性，尤其是当它们由不同的供应商提供时。
3.协调
评估运动曲线和应用需求以确定是否有必要同步或协调多个轴是非常重要的。同步多个运动轴最基本的方法是确定一个运动矢量，将其分解成不同轴的分量，然后将这些命令同步传输到不同的运动轴。另一种方法是电子齿轮，它允许一个运动轴作为另一个轴的从动轴。在这些情况下，可以通过缩放主设定点来计算从轨迹。
然而，可能存在与相机或传感器同步移动的其他要求。例如，用于测试HMI的运动系统可能需要压力传感器作为反馈源，以通过探头施加正确的压力。在离线检查和测试期间，摄像机可能负责控制运动系统。
4.系统结构
在设置了硬件和同步需求之后，您现在可以决定控制代码将在哪里运行。建立运动控制系统主要有两种方法，要么把大部分控制代码做在单个目标上，要么把计算分开在多个节点上。
第一种方法可以由中央系统实现，例如带有运动控制卡的PC。这些类型的系统很容易设置，但是在PCI插槽数量方面的可扩展性是有限的。另一种方法是让监控系统生成轨迹，并提供给一组分布式智能驱动器，这些驱动器负责运行较低级别的扭矩和速度控制回路。这些系统的唯一限制是同步仅限于通信总线。智能EtherCAT驱动程序的菊花链网络就是这种系统的典型例子。
5.开发软件
一些运动系统独立运行，而另一些可能需要与视觉等其他系统集成。需要的一些功能是软件的模块化，这允许你改变驱动器(来自不同的供应商)而不需要对代码做太多的改变。此外，还可以测试软件在仿真环境中生成的运动曲线。这通常是通过生成轨迹并绘制它们或将它们发送到模拟驱动器或驱动器和电机模型来实现的。最后，在进入现实世界之前，使用马达模型的能力可以帮助测试大部分代码和一些调整。这通常通过使用与运动系统配合运行的机械模拟软件来完成。
