運動控制系統

其實運動控制系統是一個比較大的系統，就像前面的通信系統一樣，通常會由眾多的組成部分構成。運動控制系統會綜合信號分析與處理、自動控制、通信等的內容。

運動的要素

抽象來講，運動的要素可概況為以下幾點：對象、參考系、狀態描述、狀態改變、動力。因此，物體的運動，簡單來講就是對象物體在力的作用下，在特定的參考系下的狀態發生了改變。

在運動系統的設計階段，首先需要的就是對這里提到的這些運動要素以及相互間的聯系進行明確，即“建模”的過程。“建模”是運動控制的基礎。

對象

對象就是我們進行運動控制的實體。對于運動控制而言，對象通常是明確的。

不同的對象會表現出不同的特性，因此在受到力后會表現處不同的響應，會出現不同的運動情況。通常我們需要對對象進行充分的了解才可以進行控制，而對對象進行了解的過程稱為“建模”，即對對象受到力時表現出狀態改變的特性進行認知。

在實際的應用中，對象在運動控制系統的不同設計階段有不同的簡化描述，這一點是要注意的。有時會把對象當成一個質點來看待，有時會把對象當成一個有形狀的剛體來看待，有時會根據對象的真實形狀進行描述。這一點會在下面的探討中進行總結。

參考系

其實動是相對的，因此對物體“動”的描述的前提是確定物體對照的參考系中。在確定好參考系后其實就可以對物體進行狀態描述了。“動”就是指在該參考系下，對象的狀態發生了改變。因此我們可以看出，“動”的描述一定依賴于參考系與狀態描述。

參考系是運動的基礎，沒有明確參考系是無法對對象進行明確的運動控制的。

“動”的描述通常都不是唯一的，相同的對象，在不同的參照系下會有不同的描述。而且在實際應用中，對象的參考系并不是只有一個，會存在很多不同的參考系，使對象在不同的情況下進行合理描述。比如在無人機運動控制中就會經常使用機體坐標系、導航坐標系、氣流坐標系等。

參考系在數學中的描述是坐標系，常見的坐標系有：直角坐標系、球坐標系等。不同的坐標系適用于對不同運動情況的描述，其中直角坐標系最符合于人對空間的認知，因此應用比較廣。

狀態描述

在確定了參考系后就可以對對象在該參考系中的狀態進行確定，對象的狀態在參考系中是唯一確定的，否者無法進行明確的描述。

在不同的坐標系下我們可能有不同的狀態描述，但這些狀態描述間的轉換關系一定是固定的、明確的，即對象在不同的坐標系下的狀態描述可以進行相互的轉換。而且在通常的運動控制系統中，由于會進行不同目的的運動控制，因此方便起見會應用不同的坐標系進行運動狀態的描述，然后通過坐標系的轉換來實現相互的關聯。