溫度-應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)荷載控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、本文在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外荷載控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，針對(duì)目前荷載控制系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)合荷載控制系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)指標(biāo)，提出解決關(guān)鍵問(wèn)題的技術(shù)方案。采用SOPC技術(shù)為研究手段，采用外設(shè)模塊形式擴(kuò)展系統(tǒng)的功能，通過(guò)自定義指令來(lái)提升系統(tǒng)的性能，并完成了基于SOPC的荷載控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)。 荷載控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)完成硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)、自定義指令模塊設(shè)計(jì)、自定義外設(shè)模塊設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)配置。硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)主要完成FPGA芯片選擇、外圍電路

2、以及步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。 在基于SOPC的軟件設(shè)計(jì)中，將軟件設(shè)計(jì)分為兩層，即是驅(qū)動(dòng)子程序和應(yīng)用子程序設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)子程序部分設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)子程序。應(yīng)用子程序設(shè)計(jì)包括通訊子程序、步進(jìn)電機(jī)變細(xì)分控制子程序位置控制子程序以及拉壓力控制子程序。 本文重點(diǎn)解決了目前荷載控制系統(tǒng)存在的兩個(gè)問(wèn)題。 由于目前荷載控制系統(tǒng)采用了基于ASIC的硬件平臺(tái)，存在著無(wú)法擴(kuò)展和升級(jí)的問(wèn)題，考慮到SOPC硬件平臺(tái)具有可擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合

3、Altcra公司推出的基于Nios Ⅱ軟核處理器的SOPC系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)，硬件平臺(tái)采用基于Nios Ⅱ軟核處理器的SOPC方案。 針對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制芯片不能實(shí)現(xiàn)細(xì)分的問(wèn)題，采用多個(gè)PWM模塊組合成一個(gè)帶細(xì)分功能的步進(jìn)電機(jī)控制模塊，采用正弦查表算法實(shí)現(xiàn)脈沖細(xì)分算法，選用模糊算法實(shí)現(xiàn)變細(xì)分算法，并將正弦查表算法和模糊算法設(shè)計(jì)成指令的形式。 仿真分析表明，本文提出的解決方案中的關(guān)鍵模塊能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行在非細(xì)分