編譯型數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器的研制.pdf

1、隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，加工需求對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提出了更高的要求，運(yùn)動(dòng)控制器作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，主要依賴(lài)進(jìn)口。國(guó)外運(yùn)動(dòng)控制器高昂的價(jià)格制約著我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，開(kāi)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本優(yōu)質(zhì)運(yùn)動(dòng)控制器的研究，對(duì)我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。
　　開(kāi)放性、模塊化、高精、高速是運(yùn)動(dòng)控制器的主要發(fā)展趨勢(shì)。在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，以微處理器為核心的運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。專(zhuān)用的伺服驅(qū)動(dòng)

2、器限制著運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開(kāi)放性，微處理器體系結(jié)構(gòu)決定了運(yùn)動(dòng)控制器只能實(shí)現(xiàn)單一的實(shí)時(shí)性任務(wù)，基于微處理器的運(yùn)動(dòng)控制器難以滿(mǎn)足模塊化的發(fā)展要求。
　　本文基于編譯型數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，提出基于FPGA的新型運(yùn)動(dòng)控制器解決方案，將打破傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)采用運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行模式。在運(yùn)動(dòng)控制器中集成傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)雙軸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊、運(yùn)動(dòng)控制和伺服驅(qū)動(dòng)功能。將運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)模塊化，提升控制系統(tǒng)的開(kāi)放性，同時(shí)降低運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

3、成本。
　　首先進(jìn)行了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制器的總體設(shè)計(jì)，研究了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、運(yùn)動(dòng)控制策略和驅(qū)動(dòng)控制算法，完成了控制系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)，建立其MATLAB仿真模型并進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。然后根據(jù)硬件功能需求，完成了各功能模塊的設(shè)計(jì)并搭建運(yùn)控控制器的硬件支撐平臺(tái)。其次對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器軟件功能需求進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，研究并完成了基于FPGA的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制算法實(shí)現(xiàn)；以及基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制算法和驅(qū)動(dòng)控制算法的數(shù)字化設(shè)計(jì)；搭建了運(yùn)動(dòng)控制器軟件