面向用戶開放的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)研究及應(yīng)用.pdf

1、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)集多學(xué)科于一體，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，其發(fā)展程度是衡量一個(gè)國(guó)家制造能力的重要標(biāo)志。隨著生產(chǎn)的快速發(fā)展，特殊控制需求越來越多，而目前人們對(duì)開放式控制系統(tǒng)的研究停留在開發(fā)設(shè)計(jì)層，對(duì)控制需求最了解的終端用戶無法根據(jù)工程實(shí)際開發(fā)最適合于生產(chǎn)要求的控制功能。針對(duì)這種局限性，本文對(duì)面向用戶開放的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)進(jìn)行了初步研究，并開發(fā)了面向用戶開放的車床控制系統(tǒng)驗(yàn)證研究的可行性。
　　 首先，對(duì)面向用戶開放的嵌入式運(yùn)動(dòng)控

2、制平臺(tái)進(jìn)行了功能分析，并根據(jù)功能要求分別選擇WindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)和EtherMAC(Ethemetfor Manufacture Automation Control)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)為其軟硬件實(shí)施平臺(tái)?；诖似脚_(tái)，控制軟件設(shè)計(jì)采用功能分離結(jié)構(gòu)，分為控制內(nèi)核、數(shù)據(jù)庫、映射層、人機(jī)界面四個(gè)部分，其原理為將運(yùn)動(dòng)控制功能從復(fù)雜的交互式系統(tǒng)中分離，以特定的格式存儲(chǔ)在功能描述數(shù)據(jù)庫和條件/動(dòng)作函數(shù)庫中，控制內(nèi)核通過運(yùn)動(dòng)控制引擎查

3、詢功能描述數(shù)據(jù)庫得出控制方法，并調(diào)用函數(shù)庫中相應(yīng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)控制功能，人機(jī)界面、EtherMAC控制平臺(tái)通過映射層與控制內(nèi)核之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這樣，在控制功能需求改變時(shí)，只需要更新數(shù)據(jù)庫并配置映射層即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的改變。
　　 其次，研究了基于功能分離結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)施方法。基于Stateflow建立控制系統(tǒng)模型并仿真直至滿足控制要求，以得到正確的MDL模型文件。開發(fā)格式轉(zhuǎn)換器將模型文件轉(zhuǎn)換生成功能描述數(shù)據(jù)庫和條件/

4、動(dòng)作函數(shù)庫，并開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制引擎以實(shí)現(xiàn)對(duì)功能描述數(shù)據(jù)庫的查詢和對(duì)函數(shù)庫的調(diào)用。
　　 接著，為方便用戶對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，本文將數(shù)控代碼解釋、曲線插補(bǔ)、手動(dòng)控制等兩軸運(yùn)動(dòng)控制中常用控制功能用C++編程語言實(shí)現(xiàn)，以通用控制功能函數(shù)庫的形式供用戶在二次開發(fā)時(shí)直接調(diào)用。
　　 最后，開發(fā)了面向用戶開放的車床控制系統(tǒng)，并通過擴(kuò)展特殊拋物線插補(bǔ)功能驗(yàn)證了其面向用戶開放的能力。本研究的成功實(shí)施為面向用戶開放的數(shù)控系統(tǒng)研究提供了