基于DSP的離線式三軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)技術(shù)是集成計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)等為一體發(fā)展起來的高新技術(shù)。在計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上，研究和開發(fā)一款基于計(jì)算機(jī)數(shù)控的高性能數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制卡是本文的研究目的。 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要組成部分，而運(yùn)動(dòng)控制卡是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心。高性能的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了由封閉式向開放式結(jié)構(gòu)的發(fā)展。本論文主要對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行了研究，采用DSP與FPGA相結(jié)合的技術(shù)設(shè)計(jì)了三軸運(yùn)動(dòng)控制卡，應(yīng)用于數(shù)

2、控焊接機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，DSP芯片具有大容量數(shù)據(jù)處理能力，F(xiàn)PGA具有可編程性、高集成度的特點(diǎn)，使得控制系統(tǒng)更具模塊化且更加開放化，增加了機(jī)器人工作的靈敏度與柔性。 本文對(duì)DSP和FPGA在三軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有：1.通過對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，基于對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的深入學(xué)習(xí)，根據(jù)系統(tǒng)的要求，確定了基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，論文介紹了系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)

3、；2.針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題，如速度控制、高精度插補(bǔ)、DSP性能提高等，提出了各自的解決方案，并且在DSP程序設(shè)計(jì)中得以實(shí)現(xiàn)。例如：采用時(shí)間分割法的直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)；圓弧插補(bǔ)在定點(diǎn)DSP中的計(jì)算性能的提高以及精度的提高，速度控制的勻加速處理等；3.控制卡的指令是來自上位機(jī)PC的，論文還設(shè)計(jì)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，出錯(cuò)處理以保證數(shù)據(jù)通信的高效和準(zhǔn)確性；4.本文最后對(duì)設(shè)計(jì)出的運(yùn)動(dòng)控制卡在三軸CNC數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試和加工測試，總結(jié)