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《天津大学》 2010年
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多轴数字伺服控制器的开发

张第  
【摘要】:随着大规模集成电路和高性能微处理器的飞速发展,现代伺服控制技术已逐步走向全数字化。课题针对具体应用对象锻造液压系统,应用先进数字技术,完成了多轴数字伺服控制器的开发与设计。 首先,通过比较当前流行数字伺服控制器的设计方法,结合现有软硬件资源,课题制定了基于ARM+FPGA的嵌入式设计方案。ARM为主控制器,负责命令的发送和控制算法的实现;FPGA为从控制器,负责接收主控制器的指令,并对其进行翻译,完成特定功能。课题选择一片FPGA来实现与外部功能模块的交互,简化了系统设计,增加了系统的灵活性,使所有外围器件的读写逻辑均由硬件来实现,大大提高了系统的实时性。 其次,针对系统需求,课题完成了基于FPGA的伺服控制卡的板级原理设计、PCB设计、焊接测试以及FPGA内部逻辑设计,并应用开发工具QuartusⅡ对其进行了功能模块仿真验证和板级验证。使得该控制器具有8路模拟量输入,8路模拟量输出,8路数字量输入,8路数字量输出,8路增量式编码器输入等接口;并且该控制器还针对锻压系统检测装置,采用全双工通讯收发器和FPGA内部逻辑设计完成了对8路基于SSI接口的以RS485/422通讯方式输出的绝对式编码器信号的高速采集。 最后,为了完成ARM与FPGA的联合控制,课题在普通PC机上搭建了嵌入式Linux交叉编译开发环境,编写了通讯总线SPI的设备驱动程序,使得ARM与FPGA能够进行正常通讯。然后,本文在这些资源的基础上实现了对二阶系统的PID闭环控制,证明了控制器的可行性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP273

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 郑伟;刘树彬;刘序宗;安琪;;BES-ⅢTOF子触发系统触发判选功能在可编程逻辑器件中的实现[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(1)[C];2008年
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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