基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的運動控制器的研究與應用.pdf

1、運動控制(MOTIONCONTROL)能夠實現(xiàn)對運動軌跡、運行速度、定位精度等的精確控制，因此成為控制領域中的一個重要研究方向。作為控制指令直接發(fā)出者的運動控制器，在運動控制系統(tǒng)中處于核心地位，是電機控制技術、電力電子技術、傳感器技術、微電子技術、自動控制技術等多學科的交叉應用技術。本文研究的運動控制器能對四部電機進行協(xié)調控制，可以對X、Y、Z三維機械手實現(xiàn)運動軌跡、運行速度、定位精度精確控制。 針對目前運動控制器的現(xiàn)狀，在深入

2、研究目前運動控制器的基礎上提出了一種基于“DSP+CPLD”架構的硬件解決方案，結合課題的指標要求構建了能控制四軸的運動控制器。以DSP(digitalsignalprocessor)作為控制核心，實現(xiàn)了控制算法、監(jiān)視以及對上位機的通信。以CPLD(compulsiveprogrammablelogicdevice)作為DSP和伺服放大器的接口。根據(jù)伺服放大器的要求和機械手控制的需要設計了電路原理圖。 設計了以嵌入式實時操作系統(tǒng)

3、μC/OS-Ⅱ為核心的軟件架構，構建了一種易讀、易于擴展、易于裁減、實時性高的軟件系統(tǒng)，在實際中取得了良好的效果。 編寫了CPLD內(nèi)部程序，包括脈沖發(fā)送、中斷控制和在伺服放大器和DSP之間的接口程序，如伺服放大器的初始化的開關量、D/A的接口時序等。 對控制算法進行了深入的研究，包括位置控制算法、直線插補算法和加、減速控制算法。位置控制算法用于實現(xiàn)位置的精確控制，達到了預期的控制精度；用直線插補算法實現(xiàn)軌跡規(guī)劃；在電機起