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嵌入式步进电机二维运动控制系统的研究

邱维宝  
【摘要】: 运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律,是推动新的产业革命的关键技术。运动控制系统主要用于对机械传动装置的位置、速度进行实时的控制管理,使运动部件按照预期的轨迹和规定的运动参数完成相应的动作。 系统在总结了多种运动控制方案后,提出了一种针对步进电机二维运动的嵌入式运动控制解决方案。并在自行研制的激光加工系统中进行了运行实验。实验表明,系统设计可行,达到激光加工系统的要求。该系统还可应用于目前行业内的多数数控机床当中,具有非常高的应用价值和市场前景。 本系统完成的主要工作有: (1)完成对运动控制系统的整体设计。包括系统总体工作方式,二维步进电机运动控制方式和数据传输与存储结构等。 (2)完成DSP和FPGA的硬件设计,包括器件选型,绘制电路图及PCB制板等。 (3)完成μC/OS-II实时多任务操作系统在DSP中的移植,外设驱动程序的编写,以及基于操作系统的应用程序设计。主要包括并口通讯,NandFlash存储管理,液晶显示与键盘控制和运动控制管理等。 (4)完成基于FPGA的矢量形式的运动控制,其中包括DDS任意频率方波的产生算法,运动中的加减速控制和直线运动插补算法等功能。 (5)完成FPGA的UART控制模块的设计,为DSP提供辅助控制,包括液晶显示和键盘控制等。


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