【摘要】：運(yùn)動(dòng)控制是當(dāng)代數(shù)字控制技術(shù)的一個(gè)重要分支，它是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)控制對(duì)象的位置、速度、加速度、轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行精確控制的方法。由于對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制計(jì)算量相當(dāng)大，因此傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)大都采用計(jì)算機(jī)與控制板卡實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)，隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展，各種低成本、低功耗、高穩(wěn)定性、強(qiáng)實(shí)時(shí)性的新型微控制器越來(lái)越多地出現(xiàn)，并將逐漸取代計(jì)算機(jī)而成為數(shù)字控制系統(tǒng)的“心臟”。本文所介紹的正是一種以嵌入式微控制器為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本文闡述了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本工作原理，給出了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及實(shí)際應(yīng)用方法。對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的微控制器及外圍電路作了詳細(xì)介紹，并著重討論了基于TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)接口板的實(shí)現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的插補(bǔ)算法、主要軟件的設(shè)計(jì)及其在硬件平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。 本系統(tǒng)以μPSD3254A-40U6芯片為中央控制單元。該芯片以8032為內(nèi)核，在外圍擴(kuò)展了大容量Flash存儲(chǔ)器、PLD(可編程邏輯器件)等一些附加功能部件。本文在介紹了它的嵌入式硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，著重分析了它的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、I／O口、CPLD模塊等，并討論了使用PSDsoft Express軟件對(duì)它們進(jìn)行實(shí)際操作的方法。 本系統(tǒng)通過(guò)以R8830和RTL8019芯片為核心的擴(kuò)展板實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信，該擴(kuò)展板利用串口按照自定義協(xié)議實(shí)現(xiàn)與標(biāo)記系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，標(biāo)記系統(tǒng)通過(guò)該板與互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸。 系統(tǒng)使用比較積分插補(bǔ)法，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)記頭運(yùn)動(dòng)軌跡的控制。著重論述了比較積分法的原理以及在本系統(tǒng)中進(jìn)行直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)的具體程序流程。此外，對(duì)于一些應(yīng)用中所遇到實(shí)際問(wèn)題的處理方法，例如圓弧插補(bǔ)中四象限統(tǒng)一編程問(wèn)題、插補(bǔ)過(guò)程中的誤差修正等，也作了較為詳盡的闡述。 實(shí)踐證明，，本系統(tǒng)所采用的總體設(shè)計(jì)方案是正確的。本設(shè)計(jì)方案從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，綜合考慮了性能指標(biāo)、成本、抗干擾能力、合理的元器件布局和機(jī)械、電氣結(jié)構(gòu)等因素。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，軟、硬件都經(jīng)過(guò)了反復(fù)的分析、論證、實(shí)驗(yàn)、調(diào)試和修改，最終通過(guò)了系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)，較好地實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用要求，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TP332

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本文編號(hào)：2692791