溫度-應力試驗機荷載控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、本文在充分調研國內外荷載控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀基礎上，針對目前荷載控制系統(tǒng)存在的關鍵問題，結合荷載控制系統(tǒng)的主要功能及技術指標，提出解決關鍵問題的技術方案。采用SOPC技術為研究手段，采用外設模塊形式擴展系統(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)硬件和軟件設計。 荷載控制系統(tǒng)硬件設計完成硬件平臺設計、自定義指令模塊設計、自定義外設模塊設計以及系統(tǒng)配置。硬件平臺設計主要完成FPGA芯片選擇、外圍電路

2、以及步進電機細分驅動電路設計。 在基于SOPC的軟件設計中，將軟件設計分為兩層，即是驅動子程序和應用子程序設計。驅動子程序部分設計步進電機細分驅動子程序。應用子程序設計包括通訊子程序、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鍵模塊能夠實現(xiàn)相應的功能。通過步進電機運行在非細分