運動控制器系統(tǒng)軟件設(shè)計及運動平滑處理研究.pdf

1、近年來，隨著市場對運動控制器需求的不斷擴大，用戶對運動控制器功能要求多樣化。研究和開發(fā)具有開放式結(jié)構(gòu)運動控制器，具有重要的實用價值和意義。鑒于DSP強大的高速實時處理能力和豐富的外設(shè)功能以及FPGA的硬件邏輯控制性能，采用DSP+FPGA相結(jié)合的運動控制器已成為開放式運動控制器的主流，并被廣泛應(yīng)用。
　　 論文以基于DSP+FPGA的運動控制器為硬件平臺。簡單介紹了運動控制器的硬件結(jié)構(gòu)和主要寄存器，并在運動控制器硬件資源基礎(chǔ)上設(shè)

2、計和開發(fā)系統(tǒng)軟件。采用層次化和模塊化設(shè)計思想，把系統(tǒng)軟件分為三層：應(yīng)用層、功能層和硬件驅(qū)動層。其中應(yīng)用層屬于上位軟件，功能層和硬件驅(qū)動層為下位軟件。并詳細(xì)設(shè)計系統(tǒng)主程序，上位機和下位機通訊以及庫函數(shù)。
　　 論文實現(xiàn)了運動控制器的關(guān)鍵技術(shù)，包括速度控制、插補算法和位置伺服控制。在速度控制中，論文詳細(xì)分析比較了梯形和S形加減速控制曲線的原理和特點，并編程實現(xiàn)了這兩種加減速控制曲線。插補算法研究中，系統(tǒng)主要采用數(shù)據(jù)采樣插補算法，并詳

3、細(xì)研究了直線和圓弧插補算法且編程實現(xiàn)。在圓弧終點判斷實現(xiàn)過程中，采用一種新的終點判斷方法—角度終點判斷。位置伺服算法中采用典型的PID算法，實現(xiàn)系統(tǒng)平穩(wěn)運行。
　　 由于運動控制器功能需求越來越大，除了具有基本的直線和圓弧插補功能外，復(fù)雜曲線插補也必不可少。論文詳細(xì)敘述了復(fù)雜曲線(NURBS)基本理論，介紹了NURBS曲線插補算法，并對NURBS曲線插補過程中誤差進行計算，減少插補誤差，編程實現(xiàn)NURBS曲線插補算法。