本文選題：數(shù)控系統(tǒng)　切入點(diǎn)：嵌入式Linux　出處：《華南理工大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了豐富的軟硬件資源。開放式數(shù)控系統(tǒng)中所有具有運(yùn)動控制功能可以完全在PC中通過軟件實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)硬件功能軟件化。 針對開放式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)特點(diǎn)，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目，本文開發(fā)出了開放式的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制的功能，增強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、易擴(kuò)展性和易維護(hù)性，使得數(shù)控系統(tǒng)只要進(jìn)行小范圍改動就能滿足不同應(yīng)用的需要，從而縮短了數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)周期、降低了開發(fā)成本。充分利用了PC機(jī)不斷提高的計(jì)算速度、不斷擴(kuò)大的存儲量和性能不斷優(yōu)化的操作系統(tǒng)。 本論文的主要研究內(nèi)容包括： 在分析數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，確定以開放性的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)作為研究方向。設(shè)計(jì)出了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，按照軟硬件的角度劃分為軟件結(jié)構(gòu)和硬件結(jié)構(gòu)并分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用ARM開發(fā)板作為數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺，Linux作為操作系統(tǒng)，使得軟硬件都有很高的穩(wěn)定性和可移植性。 針對嵌入式開發(fā)的特點(diǎn)，在ARM平臺和Linux操作系統(tǒng)上搭建起了嵌入式開發(fā)環(huán)境，包括編譯環(huán)境、圖形基礎(chǔ)環(huán)境和圖形用戶界面環(huán)境的搭建，，并使用Tcl/Tk和GTK完成數(shù)控系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)和開發(fā)。 由于數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動控制部分對系統(tǒng)實(shí)時性要求比較高，在分析Linux實(shí)時性不足的基礎(chǔ)上，探討了Linux實(shí)時化方法，針對本文所研究平臺的特點(diǎn)，采用Xenomai的實(shí)時化技術(shù)對Linux內(nèi)核進(jìn)行重新編譯和配置，搭建完成Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時操作系統(tǒng)。 完成了數(shù)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，并將本文硬件平臺上完成的數(shù)控系統(tǒng)和Intel平臺上的兩種不同處理器上的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了比較，測試了Xenomai/Linux雙內(nèi)核實(shí)時操作系統(tǒng)的實(shí)時性，并通過G代碼測試了數(shù)控系統(tǒng)的性能。
[Abstract]:With the rapid development of computer technology, abundant software and hardware resources have been provided for the development of CNC system. All the motion control functions in open CNC system can be realized by software in PC, and the hardware function can be realized by software. According to the characteristics of the open CNC system and the research project of our laboratory, the open embedded NC system is developed in this paper. The system uses software to realize the function of motion control and enhances the stability of the NC system. The reliability, expansibility and maintainability of the NC system make it possible to meet the needs of different applications as long as the numerical control system is changed in a small range, thus shortening the development period of the CNC system. It reduces the cost of development, makes full use of the increasing computing speed of PC, the increasing storage capacity and the continuous optimization of performance of the operating system. The main contents of this thesis are as follows:. Based on the analysis of the present situation and development trend of CNC system, the open embedded CNC system is chosen as the research direction. The architecture of embedded CNC system is designed. It is divided into software structure and hardware structure according to the point of view of hardware and software. ARM development board is used as the hardware platform of CNC system as operating system, which makes both hardware and software have high stability and portability. According to the characteristics of embedded development, the embedded development environment is built on ARM platform and Linux operating system, including compiling environment, graphic basic environment and graphical user interface environment. And use Tcl/Tk and GTK to complete the design and development of NC system interface. Because the motion control part of NC system requires high real-time performance of the system, on the basis of analyzing the lack of real-time performance of Linux, this paper discusses the method of Linux realtime, aiming at the characteristics of the platform studied in this paper. The Linux kernel is recompiled and configured by the real-time technology of Xenomai, and the Xenomai/Linux dual kernel real-time operating system is built. The whole design of the NC system is completed, and the real-time performance of the Xenomai/Linux dual-kernel real-time operating system is tested by comparing the NC system completed on the hardware platform of this paper with that on two different processors on the Intel platform. The performance of NC system is tested by G code.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP368.1

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃武陵;何小慶;艾云峰;;嵌入式Linux實(shí)時化技術(shù)[J];電子產(chǎn)品世界;2009年02期

2 宋春華;;數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];裝備制造技術(shù);2011年03期

3 富宏亞;梁全;;開放式數(shù)控技術(shù)及其在我國的發(fā)展?fàn)顩r[J];航空制造技術(shù);2010年04期

4 趙毅,馬捷;利用Python和GTK+的Linux GUI應(yīng)用的快速開發(fā)[J];計(jì)算機(jī)工程;2004年08期

5 麥向習(xí);裴海龍;;基于Linux及Tcl/Tk的數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)界面的實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2006年02期

6 朱漢群;蘇厚勤;吳豐科;;Linux GUI開發(fā)工具Gtk+技術(shù)應(yīng)用研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2009年01期

7 侯鳳媛;;數(shù)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J];機(jī)電技術(shù);2012年03期

8 黃穗;用Tcl/Tk開發(fā)Linux下的圖形界面應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2002年01期

9 張玉芳;熊忠陽;王銀輝;劉春泳;李光勇;;Linux實(shí)時化設(shè)計(jì)方法研究[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2009年03期

10 吳晶;史步海;;基于EMC2的數(shù)控系統(tǒng)軟件架構(gòu)及通信機(jī)制分析[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2010年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 韓守謙;開放式數(shù)控系統(tǒng)的平臺研究與軟件移植[D];華南理工大學(xué);2011年

2 王延偉;基于Xenomai的實(shí)時Linux嵌入式機(jī)器人控制平臺設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2011年

3 于曉鋒;嵌入式實(shí)時Linux系統(tǒng)的構(gòu)建[D];電子科技大學(xué);2008年

4 盧小張;基于龍芯的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)平臺的研究與開發(fā)[D];中國科學(xué)院研究生院（沈陽計(jì)算技術(shù)研究所）;2009年

5 范占前;基于嵌入式Linux的數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];天津大學(xué);2009年

6 高凱;嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)性能測試方法的研究與應(yīng)用[D];青島大學(xué);2010年

7 孫亞軍;基于ARM的嵌入式Linux平臺的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2009年

8 陽俊將;面向數(shù)控系統(tǒng)的軟PLC的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2012年

9 蘭里;自動絲網(wǎng)印刷機(jī)硬件設(shè)計(jì)與驅(qū)動開發(fā)[D];華南理工大學(xué);2012年

本文編號：1698973