一臺數(shù)控機床的先進(jìn)程度衡量著一個國家制造業(yè)的先進(jìn)水平，而數(shù)控機床最核心的部分就是數(shù)控機床控制系統(tǒng)。近年出現(xiàn)的ARM數(shù)入式系統(tǒng)具有硬件資源豐富、性能好、成本低和功耗低等優(yōu)點，F(xiàn)PGA技術(shù)具有可重復(fù)編程、在線升級、實時性好、可靠性高等優(yōu)點。為了克服傳統(tǒng)的數(shù)控機床成本高、控制精度低、實時性差，可靠性低等缺點，研究基于ARM+FPGA架構(gòu)的新型數(shù)控機床系統(tǒng)，具有重要的社會經(jīng)濟(jì)意義和重大的經(jīng)濟(jì)價值本文以數(shù)控機床為工程背景，以何服電機PMSM為具體對象以ARM+FPGA作為數(shù)控系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺，從提高何服系統(tǒng)位置環(huán)控制的自適應(yīng)能力，提高位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)等復(fù)雜運算的處理速度，提高系統(tǒng)管理與控制程序開發(fā)的簡單性、界面的美觀性等方面開展了深入的研究。其主要研究工作和結(jié)論如下：（1）在對比分析了幾種控制系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上，提出了一種基于ARM+FPGA的數(shù)控機床自適應(yīng)模糊控制何服系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)采用以ARM作為系統(tǒng)主控與運動軌跡計算芯片，F(xiàn)PGA作為何服系統(tǒng)運動控制芯片，而其中的FPGA運動控制系統(tǒng)包括自適應(yīng)位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊三大部分（2）針對提出的 ARM+FPGA的數(shù)控機床自適應(yīng)模糊控制何服系統(tǒng)的設(shè)計方案，進(jìn)行了有關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立占推導(dǎo)，并借助MATLAB工具建立系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真。系統(tǒng)仿真結(jié)果表明，該系統(tǒng)位置響應(yīng)超調(diào)量小，響應(yīng)時間短，系統(tǒng)性能優(yōu)越（3）為了提高運動控制的實時性、可靠性、靈活度，根據(jù)運動控制系統(tǒng)的模型，提出了一種FPGA實現(xiàn)的運行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，井詳細(xì)進(jìn)行了自適應(yīng)位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊等內(nèi)部各模塊的設(shè)計，之后利用HDL進(jìn)行了有關(guān)模塊的程序設(shè)計和PGA實現(xiàn)仿真（4）針對基于ARM微處理器的主挖與運動軌跡計算系統(tǒng)，進(jìn)行了系統(tǒng)控制界面的設(shè)計，F(xiàn)PGA與ARM芯片、FPGA與上位機等通信程序設(shè)計，進(jìn)行了運動控制中加減速、插補方法的分析與設(shè)計關(guān)鍵字：數(shù)控機床：水磁同步電機：自適應(yīng)模糊控制：ARM:FPGA
標(biāo)簽：
數(shù)控機床
自適應(yīng)模糊控制
上傳時間：
2022-03-11
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