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《西安科技大学》 2005年
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基于DSP+FPGA的多轴运动控制器的研究

张宝泉  
【摘要】:开放式数控是数控系统中的最活跃的分支。开放式运动控制器是数控系统的核心。对于数控系统来说,最重要就是按照指令要求,控制各轴电机按预定轨迹运动,而此功能的实现正是由运动控制器来完成的。运动控制器以其特有的灵活性和优异的运动轨迹控制能力使许多工业生产设备焕发出勃勃生机。 随着微电子技术与半导体工艺的发展,DSP 芯片的性能不断提高,成本不断下降,而且专门针对电机控制的各种 DSP 芯片也不断涌现,因此目前高性能运动控制器大都采用 DSP 芯片为核心。基于 DSP 的运动控制器不但能使复杂的算法和功能得以实现,而且采用软硬件配合开发,方便,有一定的灵活性;但如果外围电路采用分立元件,则会由于数量较多,可靠性不高。 本文在分析了运动控制器的原理上,提出了采用 DSP+FPGA 为核心设计运动控制器的方案。该方案将 DSP 和 FPGA 相结合,一方面 DSP 作为运动控制器的核心处理器,具有灵活的编程功能,能实时方便地实现复杂的速度控制算法,提高了控制性能;另一方面将大量的逻辑控制功能和外围接口电路集成在 FPGA 中,提高了运动控制器的可靠性和稳定性。同时,因为 FPGA 具有在现场可重构的特性,保证了运动控制器具有良好的开放性,也大大方便了系统的设计和调试。 论文首先对运动控制器的主要应用领域、研究现状做了概括介绍; 接着对运动控制器的分类及原理进行了一般性研究;然后分析了运动控制器的基本组成及其关键技术;在此基础上结合数控雕刻机系统,完成了以 DSP+FPGA 为核心的多轴运动控制器的软、硬件设计,并通过实践验证了设计的可行性和稳定性。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM571.6

【引证文献】
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1 易思伟;龙绪明;徐挺;;基于DSP的贴片机运动控制设计及仿真[A];2007中国高端SMT学术会议论文集[C];2007年
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1 冯怀迪;运动控制器设计及其在喷涂设备中的应用[D];杭州电子科技大学;2009年
2 胡文莉;运动控制器系统软件设计及运动平滑处理研究[D];杭州电子科技大学;2009年
3 石平政;开放式运动控制器及插补技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
4 石江华;基于DSP与FPGA的四轴运动控制器设计与研究[D];北京邮电大学;2012年
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【共引文献】
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6 章兼源;;大卷径、快放卷恒张力控制系统的分析与设计[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
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10 王峰年;苗文娟;蔡苗;;组态软件在控制系统中采集数据的方法[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
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1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
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9 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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1 熊俊良;数控系统圆弧数据采样插补算法[J];兵工自动化;2002年04期
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5 唐林;可编程序控制器输入输出延迟误差的分析[J];四川职业技术学院学报;2004年01期
6 章明;马伟;李济顺;韩红彪;;基于DSP和FPGA的数控系统运动控制的设计[J];电工技术;2008年10期
7 蒋仕龙;吴宏;吕恕;龚小云;;通用运动控制技术现状、发展及其应用[J];电工文摘;2009年01期
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10 刘长宏;宋鹏;刘岩川;唐建波;;基于运动控制卡的数控系统应用研究[J];大连民族学院学报;2010年01期
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9 谢万德;基于DSP的多轴运动控制器的研究[D];浙江大学;2002年
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【二级引证文献】
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1 张宝泉;基于DSP+FPGA的多轴运动控制器的研究[D];西安科技大学;2005年
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4 陈鹏;基于DSP的运动控制器开发及其运动控制算法研究[D];吉林大学;2007年
5 陈宏涛;基于DSP和FPGA的数控铣床开放式运动控制器[D];兰州理工大学;2010年
6 范文鹏;基于PC的开放式数控系统的步进电机控制卡的研制与开发[D];浙江大学;2004年
7 郭大兴;多过程数控系统运动控制器的设计与实现[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2008年
8 李海芹;基于DSP的开放式数控系统运动控制器的设计与研究[D];西安科技大学;2008年
9 黄建岗;开放式运动控制技术的研究[D];河北工业大学;2005年
10 窦海斌;智能象棋机器人运动控制器研究[D];北方工业大学;2009年
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