基于嵌入式系統(tǒng)的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種專用運(yùn)動(dòng)控制器，用于對(duì)高精度天線副面調(diào)整機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)、精確控制。針對(duì)某大型天線采用的Stewart平臺(tái)副面調(diào)整機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)控制器通過(guò)對(duì)6臺(tái)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)Stewart平臺(tái)的六自由度運(yùn)動(dòng)。同時(shí)考慮到多軸的同步、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，采用了短幀傳輸、受干擾率低、傳輸效率高為特點(diǎn)的CAN總線搭建現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，完成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器需要實(shí)現(xiàn)的具體功能以及控制系統(tǒng)的實(shí)際構(gòu)成情況，本

2、文提出了一種基于“ARM+FPGA”技術(shù)的專用運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)方案。整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由上位機(jī)、專用運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)缸、副面調(diào)整機(jī)構(gòu)、傳感器等組成。用戶通過(guò)上位機(jī)軟件發(fā)送控制指令給運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器完成命令解析、狀態(tài)獲取、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型解算算法及控制算法處理；通過(guò)CAN總線發(fā)送運(yùn)動(dòng)控制命令給伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精確運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，通過(guò)CAN總線獲取相關(guān)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)。
　　本文完成了控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)，對(duì)控制系統(tǒng)

3、的功能進(jìn)行了合理分配和具體說(shuō)明。通過(guò)對(duì)Stewart平臺(tái)相關(guān)知識(shí)的研究，完成6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正逆解算法，并將其集成到運(yùn)動(dòng)控制器中。
　　本文針對(duì)CAN總線及CANopen高層協(xié)議進(jìn)行了分析和研究，完成了控制系統(tǒng)的 CANopen協(xié)議棧設(shè)計(jì)。根據(jù)具體控制需求對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了配置，確定了CANopen協(xié)議的具體功能分配。
　　完成了運(yùn)動(dòng)控制器的功能設(shè)計(jì)，包括FPGA部分和ARM部分。FPGA用于完成限