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《中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)》 2014年
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高性能嵌入式数控系统算法优化机制的研究与开发

彭鹏  
【摘要】:近年来,由于电子技术的迅猛发展,嵌入式处理器在运算性能上的不断提高,使得嵌入式技术已经渗入到各行各业。由于嵌入式处理器的诸多优点,例如性能高、功耗低、成本低等,为建设经济型数控系统提供了解决方案,因此嵌入式数控系统得到了工业界与学术界的普遍重视。然而嵌入式数控系统在处理器的体系结构构成上与传统的PC数控系统不同,传统的PC数控系统里的算法难以适用于嵌入式环境,或者算法在嵌入式环境下运行效率低下,难以满足数控系统对硬实时性的需求,降低了工件的加工效率以及加工质量。 针对上述问题,本文依附于“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项“开放式数控系统支撑技术创新平台建设”和“基于二次开发平台的专用数控系统开发与应用”,开展的主要研究工作如下: 1.研究了TI公司OMAP3530中DSP的体系结构。针对该DSP的体系结构研究了DSP算法优化方法,其中算法优化方法分为通用算法优化方法,和针对该型号DSP内部架构的优化方法;针对实验平台为定点DSP处理器,浮点数计算性能较低等问题,研究了德州仪器公司开发的浮点转定点库IQMath的优化原理。 2.研究了自适应速度前瞻控制算法设计中的几个关键问题,如路径段数学模型的确立、拐点处速度极限方程、速度的实时规划等,根据前瞻段数的确定方法设计并实现了两种自适应前瞻算法,分别为基于速度递减的前瞻算法和基于曲率的前瞻算法,并对两种前瞻算法进行了性能对比。 3.基于上述研究的优化方法,对基于速度递减为零的自适应速度前瞻算法进行了优化,并对优化前后的算法在性能上进行了对比以及对优化后的算法进行了误差分析。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TG659;TP332

【参考文献】
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