基于DSP的運動控制卡的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展,開放式結(jié)構(gòu)已成為數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展方向,而以“PC+運動控制器”模式的開放式結(jié)構(gòu)正逐步成為開放式數(shù)控系統(tǒng)的主流。目前,運動控制器作為獨立的控制類產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于越來越多的工業(yè)控制領(lǐng)域;而以DSP為核心處理單元的運動控制器已成為現(xiàn)今的主流趨勢。該類運動控制器具有開發(fā)性高、通用性好、信息處理能力強等特點;由于控制精度高價格低的原因、且便于系統(tǒng)的擴展和升級,而被廣泛應(yīng)用于機械制造行業(yè)。
　　本文分析了國內(nèi)外運動控

2、制器的結(jié)構(gòu)和功能,結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的插補算法、加減速控制和位置控制等相關(guān)知識,設(shè)計了一款基于PCI總線,以DSP為主控芯片的四軸運動控制器。運動控制器的插補算法、加減速度控制和位置控制與上位機的加工譯碼相結(jié)合,兩者通過雙口RAM實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換,為開放式數(shù)控系統(tǒng)提供了很好的開發(fā)平臺。
　　本文首先研究了直線/圓弧插補算法、位置控制等運動控制關(guān)鍵技術(shù),詳細論述了直線/圓弧插補算法的實現(xiàn)過程和基于目標跟蹤法的精插補實現(xiàn)方法及步驟,采用基于

3、切線方向的圓弧插補算法,大大提高了插補效率;介紹了現(xiàn)有直線型曲線加減速控制方法,重點闡述了數(shù)字 PID的位置控制原理和應(yīng)用,并以模糊PID控制器對未來的位置控制做出了展望。
　　然后,基于實際需求,提出了運動控制器的總體設(shè)計方案,在詳細論述系統(tǒng)的各個功能模塊及重要芯片的選型后,設(shè)計了一款以CH365為PCI接口芯片, DSP TMS320F2812為主控器,CPLD EMP3128A為協(xié)處理器的四軸運動控制器;同時,對CH365芯