發(fā)布時間：2018-02-25 21:15

  本文關(guān)鍵詞： 工業(yè)以太網(wǎng) EtherCAT 運動控制 速度規(guī)劃　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：為了保持競爭力和繁榮,許多企業(yè)越來越轉(zhuǎn)向先進(jìn)的工業(yè)自動化,以最大限度地提高生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量。實時工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn),為自動化行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了新的動力。工業(yè)以太網(wǎng)在實時性、可靠性和確定性等方面具有傳統(tǒng)現(xiàn)場總線無法比擬的優(yōu)勢。運動控制是自動化領(lǐng)域的重要技術(shù),實時工業(yè)以太網(wǎng)不僅可以為其提供高速實時的數(shù)據(jù)通信,還能顯著降低生產(chǎn)和運行成本。本文在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、伺服設(shè)備狀態(tài)機(jī)、運動控制算法與軟件設(shè)計等方面對EtherCAT和運動控制技術(shù)進(jìn)行分析和研究:首先介紹了運動控制技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對幾款流行的實時工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行了介紹,通過對多種工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行多方面的比較,選擇EtherCAT作為實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)設(shè)計所采用的通信協(xié)議;然后在體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、分布式時鐘等方面分析了 EtherCAT的運行原理;隨后對運動控制技術(shù)中的插補(bǔ)與速度規(guī)劃等算法進(jìn)行了一定的分析與研究;最后,以EtherCAT主站協(xié)議棧為通信手段,完成了基于EtherCAT的運動控制軟件設(shè)計,并對部分系統(tǒng)功能進(jìn)行了測試。本軟件運行于Linux平臺,適用于x86和ARM等多種架構(gòu)。此外,軟件在運動控制功能與EtherCAT主站協(xié)議棧之間存在信息抽象層,因此并不受限于某一款特定的協(xié)議棧。理論上,任意一款運行著Linux操作系統(tǒng),同時載有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口的硬件,都可以成為本軟件的目標(biāo)平臺。最終的實驗結(jié)果表明,本軟件可以實現(xiàn)對伺服電機(jī)的運動過程進(jìn)行較為理想的控制。
[Abstract]:In order to remain competitive and prosperous, many enterprises are increasingly turning to advanced industrial automation to maximize productivity, economic scale and product quality. Industrial Ethernet has incomparable advantages in real-time, reliability and certainty. Motion control is an important technology in the field of automation. Real-time Industrial Ethernet can not only provide high speed real-time data communication, but also significantly reduce the production and operation costs. The motion control algorithm and software design are analyzed and studied in the aspects of EtherCAT and motion control technology. Firstly, the development status of motion control technology and industrial Ethernet technology is introduced, and several popular real-time industrial Ethernet technologies are introduced. Through the comparison of various industrial Ethernet technologies, EtherCAT is chosen as the communication protocol to realize the design of motion control system, and then the operating principle of EtherCAT is analyzed in the aspects of architecture, communication protocol, distributed clock and so on. Then, the interpolation and speed planning algorithms in motion control technology are analyzed and studied. Finally, the design of motion control software based on EtherCAT is completed with the EtherCAT master station protocol stack as the communication means. Some of the system functions are tested. The software runs on Linux platform and is suitable for x86 and ARM. In addition, there is information abstraction layer between motion control function and EtherCAT master protocol stack. Therefore, it is not limited to a specific protocol stack. In theory, any hardware with Linux operating system and standard Ethernet port can be the target platform of this software. The software can achieve a more ideal control of the servo motor motion process.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

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本文編號：1535171