溫度-應(yīng)力試驗機荷載控制系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、本文在充分調(diào)研國內(nèi)外荷載控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，針對目前荷載控制系統(tǒng)存在的關(guān)鍵問題，結(jié)合荷載控制系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)指標(biāo)，提出解決關(guān)鍵問題的技術(shù)方案。采用SOPC技術(shù)為研究手段，采用外設(shè)模塊形式擴展系統(tǒng)的功能，通過自定義指令來提升系統(tǒng)的性能，并完成了基于SOPC的荷載控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計。 荷載控制系統(tǒng)硬件設(shè)計完成硬件平臺設(shè)計、自定義指令模塊設(shè)計、自定義外設(shè)模塊設(shè)計以及系統(tǒng)配置。硬件平臺設(shè)計主要完成FPGA芯片選擇、外圍電路

2、以及步進電機細分驅(qū)動電路設(shè)計。 在基于SOPC的軟件設(shè)計中，將軟件設(shè)計分為兩層，即是驅(qū)動子程序和應(yīng)用子程序設(shè)計。驅(qū)動子程序部分設(shè)計步進電機細分驅(qū)動子程序。應(yīng)用子程序設(shè)計包括通訊子程序、步進電機變細分控制子程序位置控制子程序以及拉壓力控制子程序。 本文重點解決了目前荷載控制系統(tǒng)存在的兩個問題。 由于目前荷載控制系統(tǒng)采用了基于ASIC的硬件平臺，存在著無法擴展和升級的問題，考慮到SOPC硬件平臺具有可擴展的優(yōu)點，結(jié)合

3、Altcra公司推出的基于Nios Ⅱ軟核處理器的SOPC系統(tǒng)具有的優(yōu)勢，硬件平臺采用基于Nios Ⅱ軟核處理器的SOPC方案。 針對步進電機控制芯片不能實現(xiàn)細分的問題，采用多個PWM模塊組合成一個帶細分功能的步進電機控制模塊，采用正弦查表算法實現(xiàn)脈沖細分算法，選用模糊算法實現(xiàn)變細分算法，并將正弦查表算法和模糊算法設(shè)計成指令的形式。 仿真分析表明，本文提出的解決方案中的關(guān)鍵模塊能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。通過步進電機運行在非細分