本文關(guān)鍵詞：基于RTX的開放式數(shù)控系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 開放式數(shù)控系統(tǒng) RTX 插補(bǔ)算法 離散S型加減速規(guī)劃

【摘要】：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)逐漸向開放式軟件發(fā)展。開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為數(shù)控技術(shù)研究的重要方向。本文研究基于RTX(Real Time Executive)的開放式數(shù)控系統(tǒng),直接通過軟件算法來控制計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu),完成數(shù)控系統(tǒng)中的強(qiáng)實(shí)時任務(wù)。研制的開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件,無需專用的運(yùn)動控制卡,減少了數(shù)控系統(tǒng)中的硬件需求,同時更有利于數(shù)控系統(tǒng)的移植開發(fā),增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)軟件的通用性。本文研究的主要內(nèi)容及取得成果如下:一.介紹數(shù)控系統(tǒng)對強(qiáng)實(shí)時性的要求,深入剖析了Windows通用操作系統(tǒng)在強(qiáng)實(shí)時性方面的局限性。綜合研究分析后,確定了以Windows XP操作系統(tǒng)和Interval Zero的RTX軟件來修改和擴(kuò)展通用操作系統(tǒng)硬件抽象層的基本體系結(jié)構(gòu),它們作為研制開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺。二.RTX開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件中是以VC6.0為集成開發(fā)環(huán)境,采用功能模塊化的方法來建立開放式數(shù)控系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)。利用系統(tǒng)軟件中多線程來完成數(shù)控加工中多任務(wù)的處理,再使用Win32或RTSS進(jìn)程中創(chuàng)建共享內(nèi)存來進(jìn)行進(jìn)程之間的通信,并搭建了以計算機(jī)并行端口為控制信號輸入輸出接口的數(shù)控硬件體系結(jié)構(gòu),完成開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件的基本功能。三.研究了數(shù)控系統(tǒng)中各模塊功能的實(shí)現(xiàn)算法,采用數(shù)據(jù)采樣法來實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動的實(shí)時插補(bǔ);針對傳統(tǒng)的S型加減速規(guī)劃后,實(shí)時插補(bǔ)連續(xù)小線段后會留有殘余誤差,提出的離散S型加減速控制規(guī)劃算法解決了這一個問題,同時又針對了傳統(tǒng)的連續(xù)小線段每段末尾處速度降為零或通過連續(xù)兩小線段之間的夾角作為運(yùn)動約束進(jìn)行轉(zhuǎn)折的過渡策略,研究了利用圓弧銜接連續(xù)小線段之間的拐角,并通過連續(xù)小線段之間被約束的圓弧求得最優(yōu)的離散速度值,平滑銜接連續(xù)小線段拐角的速度。這樣兩者結(jié)合之后可以使得數(shù)控機(jī)床在較高速度下獲得較高的精度和柔韌性;依據(jù)數(shù)字積分插補(bǔ)思想研究了數(shù)字—脈沖轉(zhuǎn)變方法來實(shí)現(xiàn)位置控制。四.對所開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)軟件在建立的數(shù)控硬件上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證各個模塊的功能,再對整個數(shù)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行完整的加工來驗(yàn)證整個系統(tǒng)的可行性,并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】：開放式數(shù)控系統(tǒng) RTX 插補(bǔ)算法 離散S型加減速規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題來源12
• 1.2 引言12-13
• 1.3 課題研究背景13-15
• 1.4 開放式數(shù)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀及趨勢15-17
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及趨勢17-18
• 1.5 課題研究意義18-19
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 RTX實(shí)時擴(kuò)展平臺研究21-33
• 2.1 實(shí)時操作系統(tǒng)的概念21-23
• 2.2 Windows系統(tǒng)實(shí)時擴(kuò)展平臺RTX23-30
• 2.2.1 RTX體系結(jié)構(gòu)的分析23-26
• 2.2.2 RTX實(shí)時性能實(shí)驗(yàn)分析26-27
• 2.2.3 數(shù)控系統(tǒng)中RTX實(shí)時組件技術(shù)應(yīng)用27-30
• 2.3 數(shù)控軟件開發(fā)編程技術(shù)應(yīng)用30-32
• 2.3.1 開發(fā)工具簡介30-31
• 2.3.2 人機(jī)界面設(shè)計技術(shù)31
• 2.3.3 Windows系統(tǒng)多進(jìn)程技術(shù)應(yīng)用31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基于RTX數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計33-44
• 3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)平臺33-36
• 3.1.1 PC機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)34
• 3.1.2 并口CNC接口板34-35
• 3.1.3 光電隔離驅(qū)動板35-36
• 3.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)平臺36-41
• 3.2.1 數(shù)控軟件功能模塊分析36-38
• 3.2.2 數(shù)控軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)38-41
• 3.3 系統(tǒng)信息流執(zhí)行過程41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 系統(tǒng)各功能模塊算法研究與實(shí)現(xiàn)44-61
• 4.1 譯碼模塊44-48
• 4.1.1 譯碼模塊簡介44-45
• 4.1.2 數(shù)控代碼編制規(guī)則45-46
• 4.1.3 譯碼模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)制46-48
• 4.2 插補(bǔ)運(yùn)算模塊48-58
• 4.2.1 直線插補(bǔ)算法48-50
• 4.2.2 離散S曲線加減速控制算法50-58
• 4.3 位置控制模塊58-60
• 4.3.1 數(shù)字積分原理58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 數(shù)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與研究61-68
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案61-62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)案例62-66
• 5.2.1 系統(tǒng)參數(shù)整定62
• 5.2.2 加工實(shí)例62-66
• 5.3 系統(tǒng)初步分析66-67
• 5.3.1 插補(bǔ)加減速分析66-67
• 5.3.2 結(jié)果分析67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果74-75
• 致謝75-76

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本文編號：1126175