運動控制器歷經分立電子元件、集成電路(包括小、中、大、超大規模集成電路)，直至微控制器的出現，使運動控制器發生了質的飛躍——由硬件電路發展到軟件控制。運動控制器也隨之進入了全數字化控制的新階段。

基于模擬電路運動控制器

　　早期的運動控制器一般采用運算放大器等分立元件，以模擬電路硬接線方式構成。

　　這種運動控制器具有以下優點:

　　①對輸入信號進行實時處理，沒有附加延時，響應速度快;

　　②由于采用硬接線方式可實現無限的采樣頻率，因此控制器的精度較高且具有較大的帶寬。

　　但是，模擬控制系統與數字控制系統相比，也有明顯的缺點:

　　①老化和環境溫度的變化對構成系統的元器件的參數影響很大;

　　②構成模擬系統需要的元器件較多，增加了系統的復雜性，Z終使系統的可靠性降低;

　　③由于采用硬接線，系統設計安裝完成后，幾乎不可能修改系統的功能;

　　④受系統規模的限制，很難實現運算量大、精度高、性能更先進的復雜控制算法。

　　目前在一些早期的系統和功能簡單的系統中仍然采用這種運動控制器。

基于微控制單元運動控制器

　　微控制單元(MCU，即單片計算機)將CPU、RAM、ROM或EPROM、CTC、I/O等集成在一塊芯片上，具有集成度高、速度快、功耗低、抗干擾能力強、重量輕、體積小、功能強、價格低等諸多優點，并且微控制單元的功能愈來愈強，因而目前使用微控制單元為核心構成運動控制器非常普遍。

　　這種運動控制器具有以下優點:

　　①模擬電路實現邏輯控制需要許多分立電子元件，而在微控制單元中絕大多數控制邏輯可采用軟件來實現，使電路更簡單;

　　②微控制單元具有大容量的存儲器和較強的邏輯功能，運算速度快、精度高，因此可以實現較復雜的控制運算;

　　③由于微控制單元的控制方式主要通過軟件來實現，需要改變控制規律時只需修改相應的軟件即可，因而具有較強的靈活性和適應性;

　　④由于數字控制系統中一般不會出現模擬電路中的零點漂移問題，且控制器的字長一般可保證足夠的控制精度，因而具有較高的控制精度;

　　⑤可設計友好的人機界面，實現多機聯網工作。

　　但是，由于—般微控制單元集成度較低，片上不具備運動控制系統所需要的專用外設，使以微控制單元為核心的運動控制器仍然需要較多的周邊元器件，如要加上存儲器、編碼器信號處理及D/A轉換電路等，軟硬件設計的工作量較大，并增加了系統硬件的復雜性，降低了系統的可靠性。

　　同時，由于微控制單元一般采用馮-諾依曼總線結構，使處理速度和能力有限，難以實現先進控制算法和滿足運算量較大的實時信號處理的需要，不適用于高精度、高速度控制場合，只能應用在低速點位控制和對軌跡要求不高的輪廓運動控制場合。

基于可編程邏輯控制器

　　可編程邏輯控制器(PLC)是以微處理器為基礎，在硬件接線邏輯控制技術和計算機技術的基礎上發展起來的。它是將計算機技術與自動控制技術綜合為一體的工業控制產品，由ZY處理單元(CPU)、存儲器、輸入/輸出單元(I/O)、電源、編程器等組成，是專為在工業環境下應用而設計的一種工業控制計算機。

　　可編程邏輯控制器一般都具有脈沖輸出功能，以它作為運動控制器，可以控制接收脈沖和方向信號工作的電機，如步進電機和數字式交流伺服電機等。這種運動控制器具有體積小、可靠性高，通用性強，成本較低，軟、硬件開發周期短，安裝維護簡便，在工業現場抗干擾能力強等優點。

　　但由于PLC是以循環掃描方式工作，即每一次狀態變化需要一個掃描周期，其掃描周期一般在幾毫秒至幾十毫秒之間。由于受到PLC工作方式的限制以及掃描周期的影響，被控制電機不能在高頻下工作，轉速較慢，且不能實現復雜的運動關系，故一般只應用在點位控制和單軸運動控制等場合。

基于通用計算機的運動控制器

　　在通用計算機上，利用高級語言編制相關的控制軟件，配合與計算機進行信號交換的通信接口板和驅動電機的電路板，構成一個運動控制器。

　　這種實現方法利用計算機的高速度、強大運算能力和方便的編程環境，可以實現高性能、高精度、復雜的控制算法，并且控制軟件的修改也很方便。但是，由于通用計算機本身的限制，難以實現實時性要求高的信號處理算法;同時，系統體積過大，難以應用于工業現場。因此，這種實現方法一般用作上位機，與下層的實時系統一起構成兩級或多級運動控制器。

基于專用運動控制芯片

　　基于專用運動控制芯片的運動控制器是將實現電機控制所需的各種邏輯功能做在一塊專用集成電路內，并提供一些專用的控制指令，同時具有一些諸如限位開關、零位開關處理、電機使能、報警等必須的輔助功能，使用戶的軟件設計工作減少到Z小程度。

　　對于伺服電機，用一個芯片即完成速度曲線規劃、PID伺服控制算法、編碼器信號的處理等多種功能。一些需要用戶經常更改的參數如電機位置、速度、加速度、PID參數等均在芯片內部的RAM區內，可由計算機用指令很方便地修改。這種方法具有系統使用元件少、集成度高、可靠性好等優點，同時又保持了模擬控制系統的快速響應能力。專用運動控制芯片價格便宜，使系統成本較低。

　　但由于受專用運動控制芯片本身的限制，這種方法也有一些缺點:

　　①為了保證較高的系統響應速度而將軟件算法固化在芯片內部，降低了系統的靈活性，不具有擴展能力;

　　②受芯片制作工藝的限制，現有的芯片很難實現復雜的控制算法和功能;

　　③用戶不能對芯片進行編程，很難實現系統的升級;

　　④由于芯片本身算法的限制，系統的控制精度較低，難以實現高性能、高精度的應用場合。

基于數字信號處理器的運動控制器

　　數字信號處理器(DSP)是微處理器的一種，隨著運動控制器領域對嵌入式DSP控制器的市場需求的不斷增大，DSP廠商為此推出各種運動控制器專用DSP，且成本不斷下降，因此數字信號處理器是單片機的理想替代品，采用DSP芯片為核心來實現電機的運動控制器已經是一個必然趨勢。

　　由于DSP的高速運算能力使很多復雜的控制算法和功能都得以實現，且DSP將實時處理能力和控制的外設功能集于一身，基于DSP構成的運動控制器是一個單片系統，大幅度減少了外部元器件的數量，增加了系統的可靠性;同時，由于各種性能通過軟件編程來實現，系統開放性、擴展性、維護性都很好。

　　這種方法的優點是:

　　①對輸入和反饋信號的處理可以消除噪聲污染或不精確的數據，從而可以去掉昂貴或不可靠的傳感器;

　　②在實現特殊輸入軌跡時，應用微處理器的控制經常是通過查表產生控制輸入，DSP可以用專門的函數和算法代替這些表和插補過程，因而可以使用更加復雜的多變量函數，減少對存儲器的要求，提供Zyou的函數，且系統運行更加平穩，能耗更低，并提高驅動裝置的可靠性;

　　③DSP能實時實現許多先進的復雜控制算法，如自適應和Zyou多變量控制、重復控制、學習算法、神經網絡、遺傳算法、模糊邏輯控制和其它控制方法都可以借助DSP的速度和性能得以實時實現;

　　④運動控制系統通常用PWM技術控制開關功率整流器，而通過DSP來實現產生PWM和電子換向可以去掉D/A轉換器，因而與電流驅動的雙極功率晶體管相比，減少了元件數目以及功耗和驅動系統的體積，這種方法提高了供給電壓的利用率，同時降低了電動機電流中的諧波分量;

　　⑤在運動控制系統中系統運行中的故障診斷和處理是處理器的重要任務之一，而DSP能夠方便地實現實時監控，且DSP除了作為數字控制器之外，還可以用來處理非控制問題，包括與上位主機的通信、數字濾波和數據總線控制協議等。