彦控
选型指南 2026.05.18 · 6 min read

公式运动 vs 路径点 vs PT 模式 — 三种运动模式怎么选

什么时候用哪种 — 影院震动、振动谱、HIL 试验各自的最佳选择

彦控技术中心
运动规划工程

一句话总结

模式一句话定位典型场景
公式运动数学函数实时驱动 6 自由度影院震动、波浪模拟、教学演示
路径点关键位姿 + 平滑插补走指定姿态序列、对位安装、定标
PT 时间同步上位机连续推时间-位姿流振动谱再现、HIL 仿真、VR 同步

下面对每种模式展开讲。


公式运动 — 一行公式跑出一段运动

核心思想:把 6 个自由度的目标值各自表达为时间 t 的函数,平台按公式实时计算并执行。

典型例子:

x(t) = 0
y(t) = 0
z(t) = 200
α(t) = 5 * cos(2π * 0.5 * t)
β(t) = 5 * sin(2π * 0.5 * t)
γ(t) = 0

上面这组公式让平台做一个俯仰 + 滚转耦合的圆锥摆动,0.5 Hz 频率,5° 振幅——典型的”4D 影院船舶倾斜效果”。

适合做什么:

  • 影院 / 文旅震动效果:写几条 sin/cos 公式就能模拟海浪、地震、过山车
  • 教学演示:高校做并联机构课程,公式直观展示每个自由度独立性
  • 基础测试:用扫频 sin 公式快速验证平台带宽与跟随性

不适合做什么:

  • 真实道路谱(公式无法描述无规律真实信号)
  • 严格时间对齐(公式起点时间难精确同步外部系统)

接入方式:通过 yksw 上位机软件直接输入 6 行公式,一键运行;或通过 SDK 提交公式串。


路径点模式 — 关键帧 + 平滑插补

核心思想:给出一串”目标位姿 + 速度 + 加速度”关键帧,平台用平滑曲线插补连接,自动处理速度衔接。

典型例子:

位姿 1: x=0, y=0, z=200, 速度 50 mm/s
位姿 2: x=100, y=0, z=200, 速度 100 mm/s
位姿 3: x=100, y=100, z=250, 速度 80 mm/s
位姿 4: x=0, y=0, z=200, 速度 50 mm/s  (回原点)

平台会按顺序到达每个关键位姿,期间用 S 形曲线平滑加减速,全程无冲击。

适合做什么:

  • 走特定空间轨迹:标定、装配、对位
  • 重复性运动:拿来在产线上反复执行一段固定动作
  • 演示动作:表演性运动序列(机械臂式表演)

不适合做什么:

  • 实时跟随外部信号(关键帧需提前定义)
  • 高频振动(关键帧粒度无法到 100+ Hz)

接入方式:yksw 上位机加载 CSV / JSON 路径文件,或 SDK 批量提交关键帧。


PT 时间同步模式 — 上位机推流,平台跟随

核心思想:上位机按固定时间间隔(如 1ms / 10ms)连续推送”时间戳 + 6 维位姿”数据流,平台严格按时间戳执行。

典型例子:

t=0.000s  → 位姿 (0, 0, 200, 0, 0, 0)
t=0.001s  → 位姿 (0.5, 0.2, 200.1, 0.01, 0, 0)
t=0.002s  → 位姿 (1.1, 0.5, 200.3, 0.02, 0, 0)
...

外部系统(Matlab / Unity / 振动谱回放工具)按 1 kHz 算出每一帧位姿并推给平台。

适合做什么:

  • 道路谱再现:录制好的电池包 / 整车振动谱回放
  • HIL 半实物仿真:实时控制器算出每帧 → 平台执行
  • VR 严格同步:游戏引擎渲染帧 + 平台运动帧锁定一致
  • 波浪补偿训练:海况谱实时回放

不适合做什么:

  • 没有持续推流能力的场景(上位机一卡就停)
  • 离线脱机演示(依赖上位机持续在线)

接入方式:UDP 持续推流(最常见)、TCP 流式推送(可靠送达)、WebSocket 双向实时(浏览器)。


怎么选?三步决策

第一步:动作是预先知道的还是实时算出的?

  • 预先知道 → 公式 / 路径点
  • 实时算出 → PT 模式

第二步:动作有明确数学规律吗?

  • 是(sin、cos、滚动曲线) → 公式运动
  • 否(无规律姿态序列) → 路径点 或 PT

第三步:需要外部时间严格对齐吗?

  • 是(视频同步、外部信号同步) → PT 模式
  • 否(自主跑) → 公式 / 路径点

三种模式可以组合

实际项目里,三种模式往往混合使用:

  • 启动时:路径点(从待机位移到工作位)
  • 运行中:公式运动(基线震动) + PT 模式(叠加随机扰动)
  • 结束时:路径点(平滑回到待机位)

彦控控制器内部统一调度三种模式,切换无缝。


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