可重構(gòu)控制器自治域的研究及其應(yīng)用.pdf

1、當(dāng)前市場競爭日益激烈，制造系統(tǒng)需要快速地響應(yīng)不斷變化的用戶需求，縮短產(chǎn)品周期。傳統(tǒng)的以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)的柔性制造系統(tǒng)對于制造加工任意特定的產(chǎn)品并非最優(yōu)化，所以是低層次、高消耗的柔性。為了適應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不斷變化，及時(shí)地、有成本效益地加工一類產(chǎn)品，要求下一代地?cái)?shù)控機(jī)床具備可重構(gòu)特性。可重構(gòu)特性不僅縮短了機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期，同時(shí)使得控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)間明顯地縮短了。可重構(gòu)控制器的主要特性包括：模塊化、可替換、可伸縮及低消耗。 本文

2、對可重構(gòu)控制器的核心——自治域模塊進(jìn)行系統(tǒng)的研究。提出了自治域的體系架構(gòu)，它是由信息感知模塊、交互接口模塊、中樞系統(tǒng)模塊、執(zhí)行模塊組成，并且分析了各個(gè)組成模塊間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。根據(jù)以上研究，設(shè)計(jì)了自治域的控制軟件，軟件的總體架構(gòu)采用“層次化+模塊化”的設(shè)計(jì)，對控制軟件的五個(gè)功能模塊：用戶接口模塊、多媒體控制器模塊、任務(wù)控制器模塊、運(yùn)動控制器模塊和I/O 控制器模塊進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 自治域控制模塊的重構(gòu)過程是本文的研究重點(diǎn)，同時(shí)也

3、是本文較為有新意的研究內(nèi)容。在文中,設(shè)計(jì)了建立自治域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法：提出自治域控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形式；為了使得可重構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)與控制器同步重構(gòu)，運(yùn)用旋量理論、圖論等知識，建立可重構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；完成從機(jī)械系統(tǒng)到自治域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的映射，從而得到控制器自治域的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)上述方法，設(shè)計(jì)重構(gòu)配置軟件，實(shí)現(xiàn)自治域控制模塊重構(gòu)的過程。自治域控制模塊的重構(gòu)方式包括面向系統(tǒng)級的重構(gòu)和面向任務(wù)級的重構(gòu)，配置軟件分別對這兩種不同的方式進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。