在設計包含運動控制的應用時，有許多因素需要考慮。使用什么樣的電機，如何為電機選擇合適的驅動器，如何從系統中獲得反饋，如何同步運動，讓系統的不同部分共同交流，這些都是在這個過程中需要回答的問題。高性能可靠運動系統的設計。
1.電機技術
在任何類型的運動應用中，首先需要做出的選擇是為特定應用確定合適的電機類型。一些最常見的電機類型有步進電機、無刷或有刷伺服電機以及同步或感應交流電機。這種選擇通常是根據特定電機的轉矩和速度特性做出的。
對于閉環控制，反饋非常重要，有很多傳感器可用，如編碼器、分解器、轉速表等。相對編碼器提供相對于初始位置的位置信息，而絕對編碼器保持軸的絕對位置，并證明在機器啟動時需要該位置時是有用的。
2.通信信息轉移通路
通信總線負責將運動命令從控制器傳輸到驅動器。通信可以通過模擬信號、數字步進和方向命令或確定性通信總線進行。
選擇通信總線時要考慮很多因素，其中最重要的因素是運動控制器和驅動器之間的距離以及環境噪聲的存在。例如，在嘈雜的環境中，通信總線可能比模擬信號更可行。然而，這種選擇也高度依賴于運動控制器和所選驅動程序之間的兼容性，尤其是當它們由不同的供應商提供時。
3.協調
評估運動曲線和應用需求以確定是否有必要同步或協調多個軸是非常重要的。同步多個運動軸最基本的方法是確定一個運動矢量，將其分解成不同軸的分量，然后將這些命令同步傳輸到不同的運動軸。另一種方法是電子齒輪，它允許一個運動軸作為另一個軸的從動軸。在這些情況下，可以通過縮放主設定點來計算從軌跡。
然而，可能存在與相機或傳感器同步移動的其他要求。例如，用于測試HMI的運動系統可能需要壓力傳感器作為反饋源，以通過探頭施加正確的壓力。在離線檢查和測試期間，攝像機可能負責控制運動系統。
4.系統結構
在設置了硬件和同步需求之后，您現在可以決定控制代碼將在哪里運行。建立運動控制系統主要有兩種方法，要么把大部分控制代碼做在單個目標上，要么把計算分開在多個節點上。
第一種方法可以由中央系統實現，例如帶有運動控制卡的PC。這些類型的系統很容易設置，但是在PCI插槽數量方面的可擴展性是有限的。另一種方法是讓監控系統生成軌跡，并提供給一組分布式智能驅動器，這些驅動器負責運行較低級別的扭矩和速度控制回路。這些系統的唯一限制是同步僅限于通信總線。智能EtherCAT驅動程序的菊花鏈網絡就是這種系統的典型例子。
5.開發軟件
一些運動系統獨立運行，而另一些可能需要與視覺等其他系統集成。需要的一些功能是軟件的模塊化，這允許你改變驅動器(來自不同的供應商)而不需要對代碼做太多的改變。此外，還可以測試軟件在仿真環境中生成的運動曲線。這通常是通過生成軌跡并繪制它們或將它們發送到模擬驅動器或驅動器和電機模型來實現的。最后，在進入現實世界之前，使用馬達模型的能力可以幫助測試大部分代碼和一些調整。這通常通過使用與運動系統配合運行的機械模擬軟件來完成。
