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基于DSP的运动控制器系统设计

徐远泽  
【摘要】:随着现代工业自动化的发展,对数控技术的要求不断提升,使得运动控制技术朝着智能化、微型化、网络化和开放化的方向发展。而目前,基于DSP结构的运动控制器因其强大的信息处理能力,成为了运动控制器的主流发展方向。同时,CAN总线在工业上的广泛应用,使得基于CAN通信的运动控制器成为可能。为此,本文作者在研究现有运动控制器基础上,通过深入研究运动控制中的关键技术,设计了一款基于DSP的运动控制器,并将FPGA作为协助处理器件融入了系统架构之中,与上位机采用CAN总线的方式进行通信,最后对其性能进行了实验测试。 首先,在研究相关控制技术之上,设计了基于DSP的运动控制器系统的硬软件整体方案,然后设计了基于FPGA核心板的运动控制器底板,包括DSP与FPGA的接口电路、FPGA的供电电路以及外围接口电路。同时也对FPGA内部的运动控制模块进行了设计。 其次,本文研究了CAN总线通信方式,并规划了CAN网络通信结构以及CAN程序的设计实现。在运动控制技术上,深入研究了NURBS插补技术、PID控制技术以及新型S型速度控制技术,并设计相应的算法软件。 最后,建立了运动控制器系统实验平台,完成了运动控制器软硬件联调,通过实验验证了NURBS插补功能以及S型速度控制功能的正确性和可能性,并将运动控制器实际用于驱动步进电机的控制,达到了预期设计的要求。


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