一種嵌入式多軸控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、嵌入式處理器的處理性能日新月異。原被定位為處理速度慢、控制精度低的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器，已今非昔比。相對(duì)來(lái)說(shuō)、采用嵌入式硬件平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器，可以實(shí)現(xiàn)靈活的設(shè)計(jì)、易于實(shí)現(xiàn)高的實(shí)時(shí)性、獲得高的性價(jià)比，從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
　　本課題主要目標(biāo)是建立一種適用于多軸運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用需求的軟件方案，如數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)械手設(shè)備的控制。建立低成本、安全的運(yùn)動(dòng)控制器基礎(chǔ)軟、硬件平臺(tái)。內(nèi)容涉及嵌入式硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的選擇與使用、嵌入式軟

2、件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制器的速度規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)指令的設(shè)計(jì)與解析、運(yùn)動(dòng)控制器的功能安全設(shè)計(jì)。通過(guò)這些技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)方案，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
　　首先，結(jié)合控制器的應(yīng)用行業(yè)需求、性能需求，以及嵌入式硬件的應(yīng)用廣泛性、資源支持情況，進(jìn)行核心處理器的選型。本課題選擇Cotex-M3內(nèi)核的STM32F207IG處理器。
　　其次，選擇開(kāi)源、免費(fèi)的FreeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，進(jìn)行嵌入式軟件方案設(shè)計(jì)

3、，通過(guò)移植和改進(jìn)，提升控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。工作內(nèi)容包括任務(wù)的劃分與設(shè)計(jì)、任務(wù)的信息交互設(shè)計(jì)等等。針對(duì)產(chǎn)品的功能和應(yīng)用需求，建立運(yùn)動(dòng)控制器的軟件結(jié)構(gòu)，以便于該控制器在后期的完善與豐富。
　　再次，進(jìn)行多軸運(yùn)動(dòng)控制功能設(shè)計(jì)，包括速度規(guī)劃技術(shù)，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的高速、高精度控制，要求運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)、沖擊小、響應(yīng)快。本課題的多軸控制器設(shè)計(jì)中，選擇了梯形和S型曲線速度規(guī)劃方法，以保證運(yùn)動(dòng)的軌跡精度和定位精度、過(guò)程的平穩(wěn)性和快速性。通過(guò)軟件完成插補(bǔ)