發(fā)布時間：2020-06-02 07:05

【摘要】：運動控制是當代數(shù)字控制技術(shù)的一個重要分支，它是用數(shù)字化信號對控制對象的位置、速度、加速度、轉(zhuǎn)矩等進行精確控制的方法。由于對運動的控制計算量相當大，因此傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)大都采用計算機與控制板卡實現(xiàn)。近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，各種低成本、低功耗、高穩(wěn)定性、強實時性的新型微控制器越來越多地出現(xiàn)，并將逐漸取代計算機而成為數(shù)字控制系統(tǒng)的“心臟”。本文所介紹的正是一種以嵌入式微控制器為核心的運動控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。 本文闡述了運動控制系統(tǒng)的基本工作原理，給出了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及實際應用方法。對實現(xiàn)系統(tǒng)的微控制器及外圍電路作了詳細介紹，并著重討論了基于TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)接口板的實現(xiàn)、運動控制系統(tǒng)的插補算法、主要軟件的設(shè)計及其在硬件平臺上的實現(xiàn)。 本系統(tǒng)以μPSD3254A-40U6芯片為中央控制單元。該芯片以8032為內(nèi)核，在外圍擴展了大容量Flash存儲器、PLD(可編程邏輯器件)等一些附加功能部件。本文在介紹了它的嵌入式硬件結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，著重分析了它的存儲器結(jié)構(gòu)、I／O口、CPLD模塊等，并討論了使用PSDsoft Express軟件對它們進行實際操作的方法。 本系統(tǒng)通過以R8830和RTL8019芯片為核心的擴展板實現(xiàn)以太網(wǎng)通信，該擴展板利用串口按照自定義協(xié)議實現(xiàn)與標記系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，標記系統(tǒng)通過該板與互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)與遠程服務器的數(shù)據(jù)傳輸。 系統(tǒng)使用比較積分插補法，實現(xiàn)對標記頭運動軌跡的控制。著重論述了比較積分法的原理以及在本系統(tǒng)中進行直線和圓弧插補的具體程序流程。此外，對于一些應用中所遇到實際問題的處理方法，例如圓弧插補中四象限統(tǒng)一編程問題、插補過程中的誤差修正等，也作了較為詳盡的闡述。 實踐證明，，本系統(tǒng)所采用的總體設(shè)計方案是正確的。本設(shè)計方案從實際應用出發(fā)，綜合考慮了性能指標、成本、抗干擾能力、合理的元器件布局和機械、電氣結(jié)構(gòu)等因素。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，軟、硬件都經(jīng)過了反復的分析、論證、實驗、調(diào)試和修改，最終通過了系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)，較好地實現(xiàn)了各項技術(shù)指標，滿足了現(xiàn)場的實際應用要求，達到了預期的設(shè)計目標。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP332

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