面向用戶開放的嵌入式運動控制平臺研究及應用.pdf

1、運動控制技術(shù)集多學科于一體，是先進制造領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，其發(fā)展程度是衡量一個國家制造能力的重要標志。隨著生產(chǎn)的快速發(fā)展，特殊控制需求越來越多，而目前人們對開放式控制系統(tǒng)的研究停留在開發(fā)設(shè)計層，對控制需求最了解的終端用戶無法根據(jù)工程實際開發(fā)最適合于生產(chǎn)要求的控制功能。針對這種局限性，本文對面向用戶開放的嵌入式運動控制平臺進行了初步研究，并開發(fā)了面向用戶開放的車床控制系統(tǒng)驗證研究的可行性。
　　 首先，對面向用戶開放的嵌入式運動控

2、制平臺進行了功能分析，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)實時以太網(wǎng)運動控制平臺為其軟硬件實施平臺?；诖似脚_，控制軟件設(shè)計采用功能分離結(jié)構(gòu)，分為控制內(nèi)核、數(shù)據(jù)庫、映射層、人機界面四個部分，其原理為將運動控制功能從復雜的交互式系統(tǒng)中分離，以特定的格式存儲在功能描述數(shù)據(jù)庫和條件/動作函數(shù)庫中，控制內(nèi)核通過運動控制引擎查

3、詢功能描述數(shù)據(jù)庫得出控制方法，并調(diào)用函數(shù)庫中相應的函數(shù)實現(xiàn)控制功能，人機界面、EtherMAC控制平臺通過映射層與控制內(nèi)核之間進行數(shù)據(jù)交換，這樣，在控制功能需求改變時，只需要更新數(shù)據(jù)庫并配置映射層即可實現(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)計實施方法?；赟tateflow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、動作函數(shù)庫，并開發(fā)運動控制引擎以實現(xiàn)對功能描述數(shù)據(jù)庫的查詢和對函數(shù)庫的調(diào)用。
　　 接著，為方便用戶對運動控制系統(tǒng)進行二次開發(fā)，本文將數(shù)控代碼解釋、曲線插補、手動控制等兩軸運動控制中常用控制功能用C++編程語言實現(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)，并通過擴展特殊拋物線插補功能驗證了其面向用戶開放的能力。本研究的成功實施為面向用戶開放的數(shù)控系統(tǒng)研究提供了