運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)平滑處理研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著市場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器需求的不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器功能要求多樣化。研究和開發(fā)具有開放式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制器，具有重要的實(shí)用價(jià)值和意義。鑒于DSP強(qiáng)大的高速實(shí)時(shí)處理能力和豐富的外設(shè)功能以及FPGA的硬件邏輯控制性能，采用DSP+FPGA相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)控制器已成為開放式運(yùn)動(dòng)控制器的主流，并被廣泛應(yīng)用。
　　 論文以基于DSP+FPGA的運(yùn)動(dòng)控制器為硬件平臺(tái)。簡(jiǎn)單介紹了運(yùn)動(dòng)控制器的硬件結(jié)構(gòu)和主要寄存器，并在運(yùn)動(dòng)控制器硬件資源基礎(chǔ)上設(shè)

2、計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)軟件。采用層次化和模塊化設(shè)計(jì)思想，把系統(tǒng)軟件分為三層：應(yīng)用層、功能層和硬件驅(qū)動(dòng)層。其中應(yīng)用層屬于上位軟件，功能層和硬件驅(qū)動(dòng)層為下位軟件。并詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)主程序，上位機(jī)和下位機(jī)通訊以及庫(kù)函數(shù)。
　　 論文實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制器的關(guān)鍵技術(shù)，包括速度控制、插補(bǔ)算法和位置伺服控制。在速度控制中，論文詳細(xì)分析比較了梯形和S形加減速控制曲線的原理和特點(diǎn)，并編程實(shí)現(xiàn)了這兩種加減速控制曲線。插補(bǔ)算法研究中，系統(tǒng)主要采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法，并詳

3、細(xì)研究了直線和圓弧插補(bǔ)算法且編程實(shí)現(xiàn)。在圓弧終點(diǎn)判斷實(shí)現(xiàn)過程中，采用一種新的終點(diǎn)判斷方法—角度終點(diǎn)判斷。位置伺服算法中采用典型的PID算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
　　 由于運(yùn)動(dòng)控制器功能需求越來(lái)越大，除了具有基本的直線和圓弧插補(bǔ)功能外，復(fù)雜曲線插補(bǔ)也必不可少。論文詳細(xì)敘述了復(fù)雜曲線(NURBS)基本理論，介紹了NURBS曲線插補(bǔ)算法，并對(duì)NURBS曲線插補(bǔ)過程中誤差進(jìn)行計(jì)算，減少插補(bǔ)誤差，編程實(shí)現(xiàn)NURBS曲線插補(bǔ)算法。