工業(yè)CT多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、工業(yè)CT（Computed Tomography）技術(shù)是世界上公認(rèn)的最佳無損檢測手段之一。隨著工業(yè)CT的發(fā)展，不同被檢對(duì)象和復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境對(duì)CT的性能提出了更高要求，主要包括CT掃描聯(lián)動(dòng)精度、多功能性和實(shí)時(shí)性等。工業(yè)CT多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器作為系統(tǒng)的核心，其性能直接決定了上述要求能否滿足。目前，國內(nèi)工業(yè)CT多軸聯(lián)動(dòng)控制器受限于自身控制方式，聯(lián)動(dòng)精度、實(shí)時(shí)性、擴(kuò)展性很難再提高。同時(shí)，控制器開發(fā)成本高、升級(jí)維護(hù)也較困難。針對(duì)這些問題，論文對(duì)工業(yè)

2、CT多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)展開研究。
　　論文首先研究了成熟的多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制策略和控制器，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，然后結(jié)合工業(yè)CT自身的特點(diǎn)，提出了它們?cè)诠I(yè)CT中應(yīng)用的不足和困難，主要表現(xiàn)在聯(lián)動(dòng)精度、功能擴(kuò)展、實(shí)時(shí)性、成本、升級(jí)維護(hù)五個(gè)方面。
　　基于工業(yè)CT掃描方式和運(yùn)動(dòng)控制方法的研究，實(shí)現(xiàn)了典型的二代、三代CT掃描運(yùn)動(dòng)分解，提取了詳細(xì)的多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程及參數(shù)計(jì)算公式，最終確定了運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)方案，采用

3、“微控制器+FPGA”的方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器的硬件設(shè)計(jì)和移植時(shí)間分割插補(bǔ)算法來提高控制器聯(lián)動(dòng)控制精度。其中，F(xiàn)PGA用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制芯片的定制，μC/OS-II作為控制器的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。
　　最后完成了運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)。其中，重點(diǎn)研究了時(shí)間分割插補(bǔ)算法和工業(yè)CT掃描控制的實(shí)現(xiàn)，將插補(bǔ)算法的實(shí)現(xiàn)分為插補(bǔ)計(jì)算和FPGA實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部分，掃描控制應(yīng)用層劃分為系統(tǒng)監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)控制、路徑規(guī)劃和命令解析四個(gè)任務(wù)，提高了控制器聯(lián)動(dòng)精度和實(shí)時(shí)響應(yīng)