基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展,開(kāi)放式結(jié)構(gòu)已成為數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展方向,而以“PC+運(yùn)動(dòng)控制器”模式的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)正逐步成為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的主流。目前,運(yùn)動(dòng)控制器作為獨(dú)立的控制類(lèi)產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于越來(lái)越多的工業(yè)控制領(lǐng)域;而以DSP為核心處理單元的運(yùn)動(dòng)控制器已成為現(xiàn)今的主流趨勢(shì)。該類(lèi)運(yùn)動(dòng)控制器具有開(kāi)發(fā)性高、通用性好、信息處理能力強(qiáng)等特點(diǎn);由于控制精度高價(jià)格低的原因、且便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí),而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)。
　　本文分析了國(guó)內(nèi)外運(yùn)動(dòng)控

2、制器的結(jié)構(gòu)和功能,結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)算法、加減速控制和位置控制等相關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)了一款基于PCI總線,以DSP為主控芯片的四軸運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器的插補(bǔ)算法、加減速度控制和位置控制與上位機(jī)的加工譯碼相結(jié)合,兩者通過(guò)雙口RAM實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換,為開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)提供了很好的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
　　本文首先研究了直線/圓弧插補(bǔ)算法、位置控制等運(yùn)動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù),詳細(xì)論述了直線/圓弧插補(bǔ)算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和基于目標(biāo)跟蹤法的精插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)方法及步驟,采用基于

3、切線方向的圓弧插補(bǔ)算法,大大提高了插補(bǔ)效率;介紹了現(xiàn)有直線型曲線加減速控制方法,重點(diǎn)闡述了數(shù)字 PID的位置控制原理和應(yīng)用,并以模糊PID控制器對(duì)未來(lái)的位置控制做出了展望。
　　然后,基于實(shí)際需求,提出了運(yùn)動(dòng)控制器的總體設(shè)計(jì)方案,在詳細(xì)論述系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊及重要芯片的選型后,設(shè)計(jì)了一款以CH365為PCI接口芯片, DSP TMS320F2812為主控器,CPLD EMP3128A為協(xié)處理器的四軸運(yùn)動(dòng)控制器;同時(shí),對(duì)CH365芯