開放式運(yùn)動(dòng)控制器及插補(bǔ)技術(shù)研究.pdf

1、隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)開始向通用化、智能化、微型化發(fā)展。由于DSP高速的數(shù)據(jù)處理能力和FPGA可編程的特點(diǎn),以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)為核心的運(yùn)動(dòng)控制器成為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展主流。
　　 論文分析了運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展現(xiàn)狀、開放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn),再依據(jù)需求分析對(duì)比幾種實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn),最后采用DSP和FPGA結(jié)合的運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù),研制一款在軟、硬件都具備一定的開放性、具有二次開發(fā)

2、功能的四軸運(yùn)動(dòng)控制器。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化思想,把系統(tǒng)分為四個(gè)層次:應(yīng)用層、功能層、驅(qū)動(dòng)層、硬件層。
　　 首先,論文依據(jù)運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)際需求和OSEC開放式層次模型結(jié)構(gòu),對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的方案作出了整體規(guī)劃,并分析了運(yùn)動(dòng)控制器的特點(diǎn)。
　　 其次,論文設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)控制器的硬件系統(tǒng)。以DSP芯片TMS320F2812作為主控芯片,以FPGA芯片EP2C5T144C8作為擴(kuò)展,最終組成一個(gè)完整的硬件系統(tǒng),同時(shí)還介紹了各模塊的工作原理和

3、電路圖。論文采用自頂向下的方法劃分FPGA邏輯模塊,并用Verilog語言對(duì)子模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真,包括編碼器檢測(cè)模塊、脈沖發(fā)生模塊等模塊。
　　 再次,論文對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了分析,包括CMD文件配置、FPGA接口寄存器定義、DSP主程序設(shè)計(jì)、主機(jī)通信、驅(qū)動(dòng)層和功能層函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
　　 另外,論文對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器運(yùn)用的關(guān)鍵算法進(jìn)行了研究。先對(duì)DSP多種插補(bǔ)算法進(jìn)行了分析,然后研究了FPGA分布式算法濾波器技術(shù),重點(diǎn)分析了如何利