在運動控制中，無論是做定位控制，還是做同步控制，都會非常關注位置跟蹤誤差。通過位置跟蹤誤差能夠很清楚地知道，實際位置的跟蹤情況。如果跟蹤誤差控制得不好，做定位控制時(西門子驅動系統(tǒng)SINAMICS S120/G120/V90等)常常會出現(xiàn)系統(tǒng)報警，如F07450、F07451、F07052;做同步控制時，經常會出現(xiàn)同步軸之間的不同步，尤其在加減速過程。所以，對于一個完善的閉環(huán)運動控制系統(tǒng)來說，位置跟蹤誤差是一個非常重要的變量，有時甚至它能決定整個系統(tǒng)的性能。為了確保運動控制系統(tǒng)具備一定的動態(tài)性，和高精度，系統(tǒng)會實時監(jiān)控位置跟蹤誤差值。

　　在解析之前，首先我們需要了解什么是位置跟蹤誤差?而為了能夠更好地理解位置跟蹤誤差，先要了解一下什么是跟蹤誤差?

　　跟蹤誤差是指設定值與實際值之間的偏差，主要是衡量實際值的跟蹤情況。或者說，是設定目標與實際完成情況之間的偏差;或理想與現(xiàn)實之間的差距等。下面通過一個生活中的例子，來分析一下跟蹤誤差。

　　一位老師為他的學生制定了一個讀書計劃，包含下列三點：

　　半年讀完26本書

　　把控進度，在半年到來時，剛好讀完

　　老師把半年計劃細分到每周讀一本書，并要求學生每周日下午向他匯報

　　針對上面描述，如果用運動控制形式來表示老師的計劃，可表示如下，其中，假設下列框圖的執(zhí)行周期為1周。

　　由上圖可知，按照這樣的思路去執(zhí)行半年讀完26本書的計劃，幾乎所有人都會相信，這位學生在半年到來時應該能完成讀書計劃，而且進度把控得非常好。理由是：計劃非常嚴密，每周把讀書完成情況向老師匯報，老師會根據(jù)實際情況完善下一步的計劃，老師的工作主要包含以下三個方面：

　　發(fā)現(xiàn)完成得不好，則需要微調計劃，讓學生在接下來的一周多讀一些

　　發(fā)現(xiàn)正好完成，則保持原計劃不變，下一周按原計劃繼續(xù)執(zhí)行

　　發(fā)現(xiàn)超額完成，則微調計劃，讓學生在接下來的一周少讀一些

　　解析上面的例子，可以看出“老師每周檢查讀書完成情況，并完善下一步計劃”這一點非常重要，在運動控制里，我們稱之為閉環(huán)控制，可以按照下列思路去理解：

　　“讀書完成情況”可以理解為“跟蹤誤差”

　　“每周檢查”看作成“執(zhí)行周期”

　　“完善下一步計劃”看作成“調節(jié)器”

　　可以進一步假設，如果將“每周檢查”改為“每月檢查”或“每兩個月檢查”，那么完成的情況，恐怕很難達到“每周檢查”的效果?；蛘撸恐軝z查后，而不去完善下一步計劃，甚至于就沒有檢查，那么，很難想象學生能夠按時完成半年正好讀完26本的計劃，除非學生有超高的自覺性。

　　通過對上面的例子解析，我們很清楚地知道，在運動控制里，“跟蹤誤差”、“執(zhí)行周期”、“調節(jié)器”這三個因素都非常重要。

　　而對于位置環(huán)的跟蹤誤差，我們稱之為“位置跟蹤誤差”，它是指在一定的時間周期里，位置設定值與實際值之間的差值。如下圖所示：

　　位置跟蹤誤差Xerror=Xset-Xact，在實際應用中，這個差值永遠存在，為了能夠實時監(jiān)控運動控制系統(tǒng)的跟蹤情況，通常有三個與跟蹤誤差監(jiān)控相關的名稱，分別是：靜態(tài)誤差監(jiān)控、動態(tài)誤差監(jiān)控、位置到達監(jiān)控，以SINAMICSS120/G120/V90做基本定位(EPOS)為例，說明它們的含義。

　　靜態(tài)誤差監(jiān)控：在定位過程中，設定位置值已為目標位置，此時，要求在一定時間內，實際位置必須到達一定的范圍，也就是說，此時的Xerror必須小于某一個值，否則，會出現(xiàn)F07450報警。造成的原因很多，如：位置環(huán)Kp太小或速度前饋系數(shù)太小，跟蹤太慢;或監(jiān)控窗口設置太小等。

　　動態(tài)誤差監(jiān)控：在定位過程中，為了確保系統(tǒng)有一定的跟蹤能力，在運行過程中，實時監(jiān)控設定位置與實際位置的差值必須在一定范圍之內，也就是說，Xerror必須小于某一個值，否則，會出現(xiàn)F07452報警。造成的原因與上面類似，總體體現(xiàn)系統(tǒng)跟蹤太慢，但在設置監(jiān)控窗口時，需要充分考慮位置環(huán)的執(zhí)行周期和速度前饋的設置情況等。

　　位置到達監(jiān)控：在定位過程中，設定位置值已為目標位置，而Xerror小于某一個值，此時，系統(tǒng)就認為已經到位，并輸出位置到達信號，否則，經過一段時間，會出現(xiàn)F07451報警。有時還會發(fā)現(xiàn)電機已經到位，但并沒有“位置到達信號”輸出，那很可能是由于電機一直在回來擺動，大多數(shù)都是因為位置閉環(huán)系統(tǒng)沒有調好等。

　　位置跟蹤誤差是一個相對較為復雜的話題，在設置監(jiān)控窗口時，除了考慮位置環(huán)增益、速度前饋、位置環(huán)的執(zhí)行周期等，還要考慮負載的情況，以及編碼器的安裝位置等。尤其在多軸做同步應用時，位置跟蹤誤差一定要控制在一定的范圍之內，否則，很可能會影響各軸之間的同步性。

　　對于帶位置控制的運動控制系統(tǒng)來說，位置跟蹤誤差永遠存在，無論是用哪一家的產品做運動控制，都是這樣，只不過處理的方法不同而已。