基于FPGA三自由度并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研究.pdf

1、　　數(shù)控系統(tǒng)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)與其發(fā)展密切相關(guān)。其控制對象非常廣泛，數(shù)控機(jī)床作為其最典型的控制對象，在我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有非常重要的位置。傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)大都針對于串聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)，隨著技術(shù)、市場、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)等方面的快速變化，以及數(shù)控系統(tǒng)的通用化和小型化的發(fā)展方向，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)不能適應(yīng)用戶的高要求。基于此，本文以3-HUU并聯(lián)機(jī)床為被研究對象，采用VC++為編程環(huán)境開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)軟件平臺，以Altera公司的

2、EP2C5T144C8N FPGA芯片為核心控制芯片開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺。
　　1.本文主要研究基于 FPGA 三自由度并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。通過對 3-HUU 并聯(lián)機(jī)床的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，確定數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)總體流程圖；設(shè)計(jì)上位機(jī)的軟件平臺結(jié)構(gòu)，完成人機(jī)交互模塊、譯碼模塊、PID調(diào)節(jié)模塊等主要功能模塊的設(shè)計(jì)。
　　2.采用VHDL硬件語言在FPGA上實(shí)現(xiàn)RS-232串行通信接口設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)基于FPGA控制

3、電機(jī)的指數(shù)曲線加減速控制算法和基于FPGA的增量式數(shù)字PID算法。
　　3.針對本數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，在對其進(jìn)行正反解運(yùn)算的基礎(chǔ)上，建立由連桿與兩虎克鉸連接處之間的間隙誤差引起的動平臺位置誤差、由滑鞍與虎克鉸連接處鉸鏈點(diǎn)的位置誤差引起的動平臺位置誤差、由動平臺與虎克鉸連接處鉸鏈點(diǎn)的位置誤差引起的動平臺位置誤差的模型，并利用MATLAB軟件對以上三種誤差進(jìn)行分析。
　　4.通過實(shí)驗(yàn)完成數(shù)控系統(tǒng)基于FPGA控制系統(tǒng)的下位機(jī)調(diào)試以