目前運(yùn)動控制主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一是使用PLC加運(yùn)動控制模塊來實(shí)現(xiàn)：二是使用PC加運(yùn)動控制卡來實(shí)現(xiàn)。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),但兩者有以下共同的缺點(diǎn)：一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個進(jìn)程同時處理,故無法在控制精度和控制速度比較高的場合中應(yīng)用。二是它們的設(shè)計(jì)只是把運(yùn)動控制部件當(dāng)作系統(tǒng)的一個部分,如果要完成一個機(jī)械設(shè)備的完整控制,還需要輔助有其他的數(shù)字量/模擬量控制設(shè)備。這樣在提高了系統(tǒng)成本的同時,也降低了系統(tǒng)的可靠性。 論文設(shè)計(jì)了一種基于ARM+CPLD的高速運(yùn)動控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來完成電機(jī)的閉環(huán)控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)劃,使得運(yùn)動控制精度更高、速度更快、運(yùn)動更加平穩(wěn)；同時為系統(tǒng)擴(kuò)展了常規(guī)運(yùn)動控制卡不具備的通用I/O接口,除開4軸運(yùn)動控制所需要的8點(diǎn)高速脈沖輸入和8點(diǎn)高速脈沖輸出外,系統(tǒng)具有24點(diǎn)數(shù)字量輸入(可選共陰或共陽),25點(diǎn)繼電器輸出,僅一臺這樣的專用設(shè)備就可以完成4軸運(yùn)動控制和設(shè)備上其它開關(guān)量控制。 系統(tǒng)采用可移植的軟、硬件設(shè)計(jì)。硬件上以運(yùn)動控制部件為核心,可以方便的在ARM處理器預(yù)留的資源上擴(kuò)展出數(shù)字輸入,數(shù)字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統(tǒng)軟件構(gòu)架如下：在最上層,系統(tǒng)采用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度；在底層,將底層設(shè)備的操作打包編寫成底層驅(qū)動的形式,可直接供用戶程序調(diào)用；在中間層,可根據(jù)不同的用戶要求編寫用戶程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來調(diào)度該用戶程序。 將該運(yùn)動控制器應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的套標(biāo)機(jī),在對套標(biāo)機(jī)進(jìn)行運(yùn)動分解之后,結(jié)合套標(biāo)機(jī)的電氣特性,很好的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動控制器在套標(biāo)機(jī)上的二次開發(fā),滿足了套標(biāo)機(jī)在現(xiàn)場中的應(yīng)用。
標(biāo)簽：
ARMCPLD
運(yùn)動控制器
上傳時間：
2013-04-24
上傳用戶：牛津鞋
該課題通過對開放式數(shù)控技術(shù)的全面調(diào)研和對運(yùn)動控制技術(shù)的深入研究,并針對國內(nèi)運(yùn)動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合激光雕刻領(lǐng)域的具體需要,緊跟當(dāng)前運(yùn)動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢,吸收了世界開放式數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動控制技術(shù)的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動控制卡.該論文主要內(nèi)容如下:首先,通過對制造業(yè)、開放式數(shù)控系統(tǒng)、運(yùn)動控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,基于對運(yùn)動系統(tǒng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí),在比較了幾種常用的運(yùn)動控制方案的基礎(chǔ)上,確定了基于DSP和FPGA的運(yùn)動控制設(shè)計(jì)方案,并規(guī)劃了板卡的總體結(jié)構(gòu).其次,針對運(yùn)動控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運(yùn)動平穩(wěn)性、實(shí)時控制以及多軸聯(lián)動等,在FPGA上設(shè)計(jì)了功能相互獨(dú)立的四軸運(yùn)動控制電路,仔細(xì)規(guī)劃并定義了各個寄存器的具體功能,設(shè)計(jì)了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計(jì)數(shù)器電路等,完全實(shí)現(xiàn)了S-曲線升降速運(yùn)動、自動降速點(diǎn)運(yùn)動、A/B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運(yùn)動控制中的作用,合理規(guī)劃了DSP指令的形成過程,并對DSP軟件的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了框架性的設(shè)計(jì).然后,根據(jù)光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路;結(jié)合DAC原理設(shè)計(jì)了四路模擬輸出電路;實(shí)現(xiàn)了PCI接口電路的設(shè)計(jì);并針對常見的干擾現(xiàn)象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運(yùn)動控制卡強(qiáng)大的運(yùn)動控制功能,并針對激光雕刻行業(yè)進(jìn)行大幅圖形掃描時需要實(shí)時處理大量的圖形數(shù)據(jù)的特別需要,在板卡第四軸完全實(shí)現(xiàn)了激光控制功能,并基于FPGA內(nèi)部的16KBit塊RAM,開辟了大量數(shù)據(jù)區(qū)以便進(jìn)行大幅圖形的實(shí)時處理.
標(biāo)簽：
FPGA
DSP
運(yùn)動控制
上傳時間：
2013-06-09
上傳用戶：youlongjian0
