数控系统中dsp运动控制卡的设计与实现.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
数控系统中DSP运动控制卡的设计与实现
姓名:刘全秀
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:朱志红

华中科技大学硕士学位论文非均匀有理酰翰宄冢要摘晗附樯芰薉运动控制卡的硬件构成,采用器件替代分立的集成芯差的比例控制和前馈控制的复合控制方式,实现了板卡的位置控制。7盘逑到峁故叵低骋约案咝阅茉硕刂破魇荂系统的发展方向。丁本文成的开放式数控系统的关键组件之一。饕Q芯抗ぷ魑#多片微处理器与酒奶逑到峁褂朐怂闼俣龋杓屏艘恢只贒的运动控接口电路等进行了详细的介绍。诜治鍪叵低车奈恢每刂剖迪址绞胶涂刂撇呗缘幕∩希捎眉跣「傥块如插补程序,位置控制程序和主循环程序设计。采用循环调度和优先抢占调度谏鲜鲅芯砍晒跋喙乩砺鄣幕∩希辛税蹇ǖ挠布⑷砑约跋低车魇裕位置控制×的目的在于设计并实现数控系统中的硕刂瓶ǎ钩蒔朐硕刂瓶ㄗ分析了基于的开放式数控系统及其运动控制的实现技术,通过比较单片机、制卡,完成了数控系统中实时性要求较高的多轴联动的插补计算和位置控制任务,并能为伺服驱动单元提供模拟量接口和脉冲量接口。寸片,通过对其进行软件编程完成译码、计数、脉冲分配等功能;使用双端口实现硕刂瓶ㄓ隤涞耐ㄑ丁M保园蹇ǖ墓丶缏啡鏒基本系统设计电路,隤涞慕涌诘缏罚恢梅蠢〉缏罚龀宸⑸缏罚琒采用了基于氖厥凳辈宀顾惴ǎ贜算法的基础上,详细阐述了数控系统中宀顾惴ǖ挠旁叫裕迪止桃约凹蛹跛倏刂品椒ā详细介绍了硕刂瓶ǖ娜砑芴褰峁股杓疲⒏隽似渲泄丶绦蚰相结合的方法实现了运动控制实时多任务的要求。结果达到了预期的效果。\关键词:开放式数控系统;运动控制;数字信号处理器
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:开放式体系结软件。要达到这一目的,最有效的途径就是实现数控系统的开放性。在机床控制领域,采用工业机,并将其功能集成到腥ィ⒄够赑耐ㄓ没叵统的结构封闭、控制软件兼容性差、可靠性差的缺陷已不能满足现代数控技术发展的要求。研究和开发具有开放式结构的高性能运动控制器是当前运动控制领域的一本课题为“开放式体系结构智能化数控系统的工程化及产业化”项目捎肞统中实时性要求较高的运动控制部分。该运动控制卡作为~个功能独立的单元模块,是开放式数控系统的基本功能组件之一,实现多轴联动的插补计算、位置控制件,可以方便灵活的构造应用于不同场合的运动控制系统,提高数控系统构建的灵内许多数控厂家根据市场需要也已着手开发相应的硕刂破鳌J谐∩嫌薪隙构智能化数控系统的工程化及产业化。项目编号:.。随着计算机软、硬件升级换代步伐的加快,控制系统的多样化和现代制造技术的快速发展,未来的刂破鞅匦肽芄槐挥没е匦屡渲谩⑿薷摹⒗┏浜透淖埃并允许模块化地集成传感器、加工过程的监视与控制系统,而不必重新设计硬件和统已成为国际研究的热点,符合数控技术发展的最新潮流【俊先进制造技术的发展对机电设备的运动控制提出了新的要求,传统运动控制系个重要发展方向,越来越得到世界各国学者的广泛关注与运动控制卡组成开放式数控系统械脑硕刂瓶ǖ纳杓朴胧迪植糠郑康脑谟开发一种可插在机扩展槽械幕贒的运动控制卡,完成等功能,为开发基于非实时操作系统疦氖叵低辰⒂布撞闵璞傅闹持。同时,该板卡利用目焖偌扑隳芰Γ岣吡耸叵低车乃俣龋徊捎肗插补算法,提高了数控系统的加工精度。使用该运动控制卡并辅助以其它的设备部活性,从而提高数控产品的市场竞争能力。目前在世界范围内,有许多国际的公司开发出大量基于脑硕刂破鳎种类的运动控制卡出售,如台湾研华公司生产的ǎ珼窒低彻
。一般具有性能可靠,功能强大,使用方便等特点,能控制近年来,随着工业机的快速发展,可靠性大为提高,而价格却大幅度降低,构造出数控系统功能。由于总线是一种开放性的总线,所以这种系统的硬件体系结构就具有了开放式、模块化、可嵌入的特点,为机床厂和用户通过软件开发给准备以为基础来建立控制系统的开放式体系结构。对于数控系统来说,这就是加的开放式数控系统。原因在于基于的开放式数控系统具有以下优点【鵍:曜蓟T谑改甑姆⒄构讨校琍挠布教ㄒ丫纬闪吮曜肌的硬件平台的标准化和互易操作性都有利于数控系统的维修,而且为以为基础的数控系统的标准化、模块化和开放奠定硬件基础。准,这有利于批量生产和质量控制。工业可以使数控系统在高可靠性和低成本砑试捶岣弧岣坏娜砑试春涂7⒐ぞ呶J厝砑目7⑻峁隽6幔ḿ鄹窠衔0汗螅偷#叩脑蛏贤蛟!】。针对这种情况,本课题设计一种硕刂瓶ň哂惺种匾5囊庖濉以工业机为核心的控制系统已经被工业控制领域所接受。在机床控制领域,采用工业机,并