▍摘要

運(yùn)動(dòng)控制器+執(zhí)行器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)）+傳感器構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備的核心基礎(chǔ)部件：運(yùn)動(dòng)控制主要指按照運(yùn)動(dòng)軌跡要求，在復(fù)雜條件下把規(guī)劃指令變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)執(zhí)行器（通常由伺服驅(qū)動(dòng)+電機(jī)構(gòu)成）實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)傳感器完成閉環(huán)反饋。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是高端裝備的核心基礎(chǔ)部件，決定了裝備的精度、效率，同時(shí)其也是不同品牌高端裝備形成差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要構(gòu)成。

運(yùn)動(dòng)控制器為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)“大腦”，通用運(yùn)動(dòng)控制器主要分為PLC、嵌入式、PC-Based三大類：運(yùn)動(dòng)控制器主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的要求和傳感器件的信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)，性能直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平。

工業(yè)機(jī)器人通常采用PC作為上位機(jī)完成人機(jī)交互/軌跡規(guī)劃，基于PLC或PC-Based控制器通過(guò)關(guān)節(jié)控制、位置控制、力控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制：工業(yè)機(jī)器人通常采用PC作為上位機(jī)完成人機(jī)交互和軌跡規(guī)劃，確定運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)，再通過(guò)單/多關(guān)節(jié)控制（由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電流、速度、位置檢測(cè)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)），位置控制（可通過(guò)笛卡爾位置控制在關(guān)節(jié)控制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)），力控制（采用多維力傳感器獲取笛卡爾坐標(biāo)系中的力信息實(shí)現(xiàn)反饋）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，最終經(jīng)過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)齒輪組、減速器等為關(guān)節(jié)提供動(dòng)能，通過(guò)關(guān)節(jié)速度、位置、力控制實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動(dòng)。

人形機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“類人”屬性，步態(tài)控制、手臂控制、軌跡規(guī)劃要求均更高，難度預(yù)計(jì)將顯著提升，有望帶來(lái)市場(chǎng)需求增量：人形機(jī)器人采用“類人”結(jié)構(gòu)，步行狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)屬于非線性和強(qiáng)耦合，易受環(huán)境因素干擾，假設(shè)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)分別為3/1/3個(gè)自由度，僅下肢就為一個(gè)14自由度系統(tǒng)，多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)控制難度較高。在手臂控制除多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)帶來(lái)的難度外，其“類人”屬性對(duì)于沖擊（代表力矩變化的快慢，影響振動(dòng)、機(jī)械磨損等因素）控制的要求更高，以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的抓取和抬舉物品，并且為了實(shí)現(xiàn)與環(huán)境交互，需要引入視覺(jué)傳感器來(lái)完成空間定位實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃。更多的聯(lián)動(dòng)關(guān)節(jié)數(shù)量、更多的傳感器都將加大運(yùn)動(dòng)控制難度，同時(shí)在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，軌跡規(guī)劃的應(yīng)用需要專業(yè)工程師通過(guò)編程處理，學(xué)習(xí)成本較高，考慮人形機(jī)器人未來(lái)有消費(fèi)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，軌跡規(guī)劃必須通過(guò)軟件進(jìn)行封裝，將功能集成并設(shè)計(jì)出可視化界面，從而降低使用門檻。

運(yùn)動(dòng)控制22年全球市場(chǎng)空間155億美元，19年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間425億元人民幣，中高端運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)以海外品牌為主，國(guó)內(nèi)企業(yè)在各自領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)一定突破：根據(jù)MARKETS AND MARKETS數(shù)據(jù)，22年全球運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)空間155億美元，預(yù)計(jì)到27年達(dá)到200億美元，CAGR5.2%。根據(jù)固高科技招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，19年國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模425億元人民幣，其中運(yùn)動(dòng)控制器、伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模分別為85/340億元人民幣。目前高性能運(yùn)動(dòng)控制及伺服系統(tǒng)市場(chǎng)參與者主要為海外廠商如歐姆龍、倍福、ACS、Aerotech等，國(guó)內(nèi)企業(yè)分別在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了一定突破，根據(jù)雷賽智能招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，通用運(yùn)動(dòng)控制器中的PC-Based控制卡市場(chǎng)，固高科技、雷賽智能、成都樂(lè)創(chuàng)、眾為興為代表的國(guó)內(nèi)品牌占據(jù)了70%以上的市場(chǎng)份額；根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，21年匯川技術(shù)、禾川科技伺服市場(chǎng)占有率分別達(dá)到了16.3%/2.8%實(shí)現(xiàn)突破，但仍有較大國(guó)產(chǎn)替代空間。

▍正文

1

運(yùn)動(dòng)控制為數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備“大腦”

1.1運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備高效運(yùn)行核心環(huán)節(jié)

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是依照具體的運(yùn)動(dòng)軌跡要求，根據(jù)負(fù)載情況，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)完成相應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡要求的系統(tǒng)。通常包括運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行器、運(yùn)動(dòng)反饋單元等。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是依照具體的運(yùn)動(dòng)軌跡要求，根據(jù)負(fù)載情況，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)完成相應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡要求的系統(tǒng)。通常包括運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行器、運(yùn)動(dòng)反饋單元等。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前普遍以基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字控制為基礎(chǔ)，在云計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)加持下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的智能化、柔性化、控制精度等各方面能力均快速提升。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)屬于國(guó)家戰(zhàn)略物資，對(duì)于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人及各類高端裝備高質(zhì)高小運(yùn)行至關(guān)重要，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的智能化控制是裝備領(lǐng)域和制造行業(yè)的核心技術(shù)，決定了裝備的精度、效率。

1.2 運(yùn)動(dòng)控制器為運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)始，通用運(yùn)動(dòng)控制器分為 PLC 控制器、嵌入式控制器、PC-based 控制卡

運(yùn)動(dòng)控制器由軌跡生成器、插補(bǔ)器、控制回路和步序發(fā)生器四部分構(gòu)成。首先由軌跡生成器計(jì)算出任務(wù)希望的理想軌跡，插補(bǔ)器根據(jù)位置或速度反饋單元的實(shí)際狀態(tài)，按照軌跡生成器的要求，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)單元下一步將要執(zhí)行的命令，然后交由控制回路進(jìn)行精確控制。如果是步進(jìn)電機(jī)，則還有一部分就是步序發(fā)生器，步序發(fā)生器根據(jù)控制回路控制指令進(jìn)一步生成控制相序和脈沖，達(dá)到控制運(yùn)動(dòng)對(duì)象的目的。

運(yùn)動(dòng)控制器的硬件按照核心器件組成包括基于微處理器（MCU）、專用芯片（ASIC）、PC-Based、數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）、可編程邏輯控制器（PLC）、多核處理器等。隨著技術(shù)的進(jìn)步和完善，運(yùn)動(dòng)控制器從以單片機(jī)、微處理器或?qū)Ｓ眯酒鳛楹诵奶幚砥?，發(fā)展到以 DSP 和FPGA 作為核心處理器的通用開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制器。

根據(jù)平臺(tái)不同，通用運(yùn)動(dòng)控制器可以分為 PLC 控制器、嵌入式控制器和 PC-Based 控制卡三大類。

1.3 運(yùn)動(dòng)控制器+執(zhí)行器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)）+傳感器構(gòu)成了主流運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是一種能對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)按預(yù)定要求進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），實(shí)現(xiàn)輸出變量精確跟隨或復(fù)現(xiàn)輸入變量。

伺服系統(tǒng)目前主要包括交流伺服系統(tǒng)、直流伺服系統(tǒng)和步進(jìn)系統(tǒng)三類。

為實(shí)現(xiàn)高速度、高精度運(yùn)動(dòng)控制，伺服系統(tǒng)需對(duì)距離、位移、速度、加速度（力）、角度、角速度、角加速度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋，需要與傳感器進(jìn)行配套使用。

常見(jiàn)傳感器包括光柵尺（直線位移檢測(cè)）、編碼器（角位移檢測(cè)）、激光雷達(dá)/視覺(jué)檢測(cè)（距離檢測(cè)）、電阻應(yīng)變式傳感器（力矩檢測(cè)）等。

2

人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制難度預(yù)計(jì)將顯著加大，有望帶來(lái)市場(chǎng)需求增量

2.1 工業(yè)機(jī)器人通常采用 PC 作為上位機(jī)完成人機(jī)交互/軌跡規(guī)劃，基于 PLC 或 PC-Based控制器通過(guò)關(guān)節(jié)控制、位置控制、力控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制

工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，控制系統(tǒng)是機(jī)器人的核心部分，其功能強(qiáng)弱、性能優(yōu)劣直接影響機(jī)器人的最終性能。通常采用 PC 上位機(jī)+專用運(yùn)動(dòng)控制器的架構(gòu)，以 PC為上位機(jī)完成人機(jī)交互和運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了基于DSP和FPGA的專用運(yùn)動(dòng)控制器，其中 DSP 完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)空間的實(shí)時(shí)控制，F(xiàn)PGA 則用于控制系統(tǒng)所需各功能接口的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了直角坐標(biāo)空間的機(jī)器人軌跡規(guī)劃和速度控制，具備直線和圓弧基本軌跡插補(bǔ)算法及 S 形曲線加減速算法，改善機(jī)器人前端運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

軌跡規(guī)劃直接決定了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式。軌跡規(guī)劃為基于工作任務(wù)和機(jī)器人性能，求解機(jī)器人位姿等運(yùn)動(dòng)量關(guān)于時(shí)間的函數(shù)，輸入為期望軌跡、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，輸出機(jī)器人各關(guān)節(jié)或末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)量，包括位移、速度、加速度等的時(shí)間序列。

工業(yè)機(jī)器人機(jī)器人軌跡規(guī)劃一般分為基本軌跡規(guī)劃和最優(yōu)軌跡規(guī)劃，其中基本軌跡規(guī)劃分為笛卡爾空間規(guī)劃和關(guān)節(jié)空間規(guī)劃。

最優(yōu)軌跡規(guī)劃通常考慮效率、能量小號(hào)、平穩(wěn)性等因素，找到每種工況環(huán)境需要的最優(yōu)軌跡規(guī)劃方案：

01

時(shí)間最優(yōu)規(guī)劃

最常見(jiàn)的最優(yōu)軌跡規(guī)劃需求，通常通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)約束尋找最優(yōu)解；運(yùn)用遺傳算法等各種優(yōu)化算法來(lái)求解最優(yōu)解；將時(shí)間模型轉(zhuǎn)化為其他更為通用的模型。

02

能量最優(yōu)規(guī)劃

一方面試圖尋找出最平滑的軌跡來(lái)減少關(guān)節(jié)間的能量損耗，另一方面也通過(guò)優(yōu)化整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)達(dá)到能量分配最優(yōu)。

03

沖擊最優(yōu)規(guī)劃

旨在找到使機(jī)器人沖擊最小的軌跡，其目的一方面是為了減小機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的沖擊，在很大程度上可以減小軌跡跟蹤的誤差，另一方面可以大大減少機(jī)器人因?yàn)闆_擊過(guò)大而產(chǎn)生的共振、抖動(dòng)、機(jī)械磨損、使用壽命縮減等缺陷，使機(jī)器人能夠穩(wěn)定平順運(yùn)行。

04

混合最優(yōu)軌跡規(guī)劃

綜合考慮兩種或以上最優(yōu)性優(yōu)化方案，其中時(shí)間-能量最優(yōu)軌跡研究開(kāi)展時(shí)間最長(zhǎng)，也是工業(yè)生產(chǎn)中要求最高的兩項(xiàng)指標(biāo)。工業(yè)機(jī)器人根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)、用途、作業(yè)要求等不同有較多分類，但控制上以多軸實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制為主，基于關(guān)節(jié)控制、位置控制、力控制完成作業(yè)任務(wù)。

1）關(guān)節(jié)控制：關(guān)節(jié)控制為工業(yè)機(jī)器人最基礎(chǔ)和核心的控制過(guò)程，單關(guān)節(jié)控制不考慮關(guān)節(jié)之間的影響，機(jī)器人的機(jī)械慣性被當(dāng)做擾動(dòng)項(xiàng)來(lái)進(jìn)行處理，通常通過(guò)電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，由電流檢測(cè)、速度檢測(cè)、位置檢測(cè)構(gòu)成閉環(huán)控制。

多關(guān)節(jié)控制在單關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上要考慮關(guān)節(jié)之間的影響，通常將其他關(guān)節(jié)的對(duì)當(dāng)前關(guān)節(jié)的影響作為前饋?lái)?xiàng)引入位置控制器，從而構(gòu)成多關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)。

2）位置控制：工業(yè)機(jī)器人位置控制與關(guān)節(jié)空間軌跡有緊密聯(lián)系，以六自由度工業(yè)機(jī)器人為例，可通過(guò)笛卡爾位置控制由給定位置、關(guān)節(jié)空間位置轉(zhuǎn)換、6 路單關(guān)節(jié)位置控制器實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人末端按照給定的位置和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。

3）力控制：采用多維力傳感器獲取笛卡爾坐標(biāo)系中的多維力、力矩信息，多維力傳感器主要由力敏元件、信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、多維信號(hào)解耦系統(tǒng)(硬件或軟件解耦)、上位機(jī)或嵌入式系統(tǒng)信息處理軟件等構(gòu)成。

多維力傳感器廣泛裝配在機(jī)器人機(jī)械臂。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線中，將多維力傳感器裝載于小型機(jī)械臂的前端或者機(jī)械手爪末端。協(xié)助機(jī)器人手臂實(shí)現(xiàn)力度的控制、輪廓追蹤、孔位搜索以及機(jī)械臂防碰撞等功能，保障機(jī)器人操作安全與功能實(shí)現(xiàn)。

以機(jī)械臂控制為例，每個(gè)關(guān)節(jié)均含有離合器、制動(dòng)器、諧波減速器，以電機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)齒輪組、減速器為關(guān)節(jié)提供動(dòng)能，通過(guò)對(duì)關(guān)節(jié)速度、位置、力進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成多自由度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2.2 人形機(jī)器人強(qiáng)調(diào)“類人”屬性，步態(tài)控制、抗沖擊、軌跡規(guī)劃要求均更高，難度顯著提升

2.2.1 下肢控制：步行運(yùn)動(dòng)控制難度較高

人形機(jī)器人由于采用了“類人”腿部結(jié)構(gòu)，步行狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)屬于非線性和強(qiáng)耦合，人形機(jī)器人需保持步行穩(wěn)定同時(shí)按照期望的軌跡行走，同時(shí)存在在地面不平整、路面障礙物的干擾，控制難度較高。根據(jù)《基于動(dòng)作捕捉技術(shù)對(duì)仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真》信息，人形機(jī)器人下肢可簡(jiǎn)化為 14 自由度系統(tǒng)，其中，髖關(guān)節(jié)為 3 個(gè)自由度，分別為橫滾、俯仰和偏轉(zhuǎn)，通過(guò) 1 個(gè)虎克副和 1 個(gè)旋轉(zhuǎn)副來(lái)連接；同樣的傳動(dòng)方式也作用于踝關(guān)節(jié)的 3 個(gè)自由度，每個(gè)膝關(guān)節(jié) 1個(gè)前向自由度，通過(guò) 1 個(gè)旋轉(zhuǎn)副連接。

目前人形機(jī)器人的步態(tài)控制一種方式為基于具有反饋機(jī)制的控制回路 PID 控制器，通過(guò)PSO 計(jì)算進(jìn)行控制優(yōu)化。優(yōu)化后可通過(guò) Matlab 仿真對(duì)于控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度、機(jī)器人跟蹤路徑是否有改善進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2.2 手臂控制：視覺(jué)前饋+逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃，“類人”屬性對(duì)于沖擊等指標(biāo)要求更高

以一個(gè)四自由度雙臂人形機(jī)器人為例，其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包含機(jī)械臂與伺服電機(jī)及控制器，機(jī)械臂在肩部含有兩個(gè)自由度、肘部含有兩個(gè)自由度。

機(jī)械臂控制類似工業(yè)機(jī)器人多關(guān)節(jié)控制，以肩關(guān)節(jié)作為坐標(biāo)系原點(diǎn)，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)確定機(jī)械臂末端姿態(tài)與需要達(dá)到的定位，再通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法求解得到關(guān)節(jié)變量的解析解，最后控制各關(guān)關(guān)節(jié)以“類人”姿態(tài)完成作業(yè)任務(wù)。

沖擊（Jerk）為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的導(dǎo)數(shù)，代表力矩變化的快慢，沖擊會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、過(guò)沖、機(jī)械磨損和壽命減少等問(wèn)題?？紤]人形機(jī)器人的機(jī)械臂有“類人”屬性，在操作上需要平穩(wěn)地進(jìn)行抓取和抬舉物品，對(duì)于實(shí)現(xiàn)最小沖擊要求更高。

2.2.3 軌跡規(guī)劃：對(duì)于軌跡規(guī)劃算法的集成化、智能化、可視化要求更高

人形機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)“類人”行為，自由度相比工業(yè)機(jī)器人更高，傳感器的應(yīng)用也會(huì)明顯增加，例如需要引入視覺(jué)傳感以實(shí)現(xiàn)與環(huán)境交互和空間定位（用于軌跡規(guī)劃）。在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，軌跡規(guī)劃的應(yīng)用往往需要專業(yè)工程師通過(guò)編程處理，學(xué)習(xí)成本較高。考慮人形機(jī)器人未來(lái)有消費(fèi)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，軌跡規(guī)劃必須通過(guò)軟件進(jìn)行封裝，將功能集成并設(shè)計(jì)出可視化界面，從而降低使用門檻。

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全球市場(chǎng)空間155億美元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間425億元人民幣

3.1 運(yùn)動(dòng)控制 22 年全球市場(chǎng)空間 155 億美元，預(yù)計(jì) 27 年達(dá)到 200 億美元

根據(jù) MARKETS AND MARKETS 數(shù)據(jù)，22 年全球運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)空間 155 億美元，預(yù)計(jì)到 27 年達(dá)到 200 億美元，期間復(fù)合增速 5.2%。增長(zhǎng)主要來(lái)自于工業(yè)機(jī)器人需求持續(xù)增長(zhǎng)、工業(yè)4.0 持續(xù)發(fā)展等。

3.2 國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)規(guī)模 19 年達(dá)到 425 億元，后續(xù)有望保持高增長(zhǎng)

根據(jù)固高科技招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，2019 年中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體市場(chǎng)規(guī)模為 425 億元，其中運(yùn)動(dòng)控制器市場(chǎng)規(guī)模 85 億元，伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模 340 億元。

“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出，到 2025 年，我國(guó)的供給能力明顯增強(qiáng)，智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力顯著提升，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率要分別超過(guò) 70%和50%，未來(lái)運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)有望保持高增長(zhǎng)。

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海外品牌領(lǐng)跑中高端運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)突破

4.1 中高端運(yùn)動(dòng)控制與伺服驅(qū)動(dòng)以歐美、日系廠商為主 目前高性能運(yùn)動(dòng)控制及伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的主要參與者為國(guó)外廠商

運(yùn)動(dòng)控制器生產(chǎn)商主要包括 Delta Tau Data Systems Inc.（美國(guó)泰道，已被歐姆龍收購(gòu)）、ACS Motion Control Ltd.（以色列 ACS）、Aerotech Inc.（美國(guó) Aerotech）等。伺服驅(qū)動(dòng)器生產(chǎn)商主要包括Kollmorgen Corp.（美國(guó)科爾摩根）、以色列 ElmoMotion Control Ltd（以色列 ELMO）等。

海外企業(yè)在產(chǎn)品豐富度、產(chǎn)品成熟度方面處于領(lǐng)先地位，以倍福（Beckhoff Automation）為例，其 22 年全球銷售額為 15.15 億歐元，同比增長(zhǎng) 28%，全球員工人數(shù) 5680 人。

倍?；?PC 平臺(tái)打造開(kāi)放式自動(dòng)化系統(tǒng)，產(chǎn)品包括工業(yè) PC、I/O 和現(xiàn)場(chǎng)總線組件、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)化軟件、無(wú)控制柜自動(dòng)化系統(tǒng)以及機(jī)器視覺(jué)硬件等，產(chǎn)品豐富度、成熟度較高。

4.2 國(guó)內(nèi)企業(yè)在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)一定突破

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)參與者包括禾川科技、華中數(shù)控、埃斯頓、雷賽智能、匯川技術(shù)、固高科技等企業(yè)。

國(guó)內(nèi)企業(yè)在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的核心技術(shù)、市場(chǎng)份額上已實(shí)現(xiàn)一定突破。

通用控制器市場(chǎng)分為 PLC 控制器、專用控制器、PC-based 控制卡等，外資品牌定位高端，國(guó)內(nèi)品牌在 PC-Based 控制卡市場(chǎng)形成一定突破：1）PLC 控制器和嵌入式控制器市場(chǎng)，日本三菱、松下、西門子等外資品牌占據(jù)主要高端市場(chǎng)，中低端市場(chǎng)是完全市場(chǎng)化的競(jìng)爭(zhēng)格局；

2）PC-Based 控制卡市場(chǎng)，高端市場(chǎng)由美國(guó)泰道、翠歐等外資品牌占據(jù)，但國(guó)內(nèi)品牌逐漸向中高端發(fā)力，外資品牌市場(chǎng)份額呈現(xiàn)萎縮態(tài)勢(shì)。目前，以固高科技、雷賽智能、成都樂(lè)創(chuàng)、眾為興為代表的國(guó)內(nèi)品牌占據(jù)了 70%以上的市場(chǎng)份額。匯川技術(shù)、禾川科技等企業(yè)在伺服系統(tǒng)市場(chǎng)形成了突破，但仍有較大國(guó)產(chǎn)替代空間。

國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期：目前在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域國(guó)內(nèi)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)突破，部分國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)步入第一梯隊(duì)，但弱技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)開(kāi)拓力度弱于海外企業(yè)，或?qū)е聡?guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，影響企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不及預(yù)期：人形機(jī)器人由于對(duì)運(yùn)動(dòng)控制要求較高，人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化將顯著提升運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)需求增量，弱人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不急預(yù)期，將影響企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。