基于XMC4500的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、工業(yè)4.0概念的提出，掀起了制造業(yè)的新革命。機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床是以運(yùn)動(dòng)形式完成工作的，運(yùn)動(dòng)控制器是機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。隨著微處理器的計(jì)算速度越來(lái)越快，嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。Infineon公司生產(chǎn)的XMC4500是專門(mén)針對(duì)工業(yè)控制應(yīng)用的控制芯片，具有業(yè)界領(lǐng)先的工藝和豐富的外設(shè)模塊，且在同類產(chǎn)品中具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。軌跡規(guī)劃是對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行端的位置、速度和加速度等運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，插補(bǔ)是在軌跡規(guī)劃之后進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化的

2、工作使得運(yùn)行更加精確，軌跡規(guī)劃和插補(bǔ)是運(yùn)動(dòng)控制中的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要完成以下幾方面內(nèi)容。
　　在對(duì)市場(chǎng)上各類運(yùn)動(dòng)控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，綜合考慮中小型企業(yè)對(duì)成本的控制以及物聯(lián)網(wǎng)的要求，提出、制定并實(shí)現(xiàn)了基于XMC4500的、以μC/OS-Ⅲ為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器的總體設(shè)計(jì)方案。所設(shè)計(jì)的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器滿足低成本的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)2軸閉環(huán)同步控制或4軸開(kāi)環(huán)同步控制、邏輯控制和網(wǎng)絡(luò)功能。
　　針對(duì)點(diǎn)到

3、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)啟停不平穩(wěn)導(dǎo)致機(jī)械震蕩這一問(wèn)題，研究并實(shí)現(xiàn)了梯形和雙S型速度曲線軌跡規(guī)劃算法，使得點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)啟停平穩(wěn)，無(wú)震蕩。針對(duì)連續(xù)路徑連接點(diǎn)尖角導(dǎo)致路徑不平滑問(wèn)題，研究并實(shí)現(xiàn)了兩種圓弧過(guò)渡的算法，分別是固定速度和固定半徑的圓弧過(guò)渡算法；使用圓弧過(guò)渡完全消除了連續(xù)路徑連接點(diǎn)處的尖角，且可根據(jù)對(duì)速度和半徑的不同要求選擇不同的圓弧過(guò)渡方法，使控制更具有靈活性。考慮到G代碼編程簡(jiǎn)單，但靈活性差的特點(diǎn)，對(duì)G代碼運(yùn)動(dòng)相關(guān)指令進(jìn)行拓展，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃器