基于以太網(wǎng)的嵌入式運動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速發(fā)展、各種工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的逐步建立,傳統(tǒng)運動控制系統(tǒng)自身不易擴展、系統(tǒng)兼容性比較差和沒有網(wǎng)絡(luò)通信能力等不足,越來越不滿足現(xiàn)代自控領(lǐng)域的發(fā)展需要,基于網(wǎng)絡(luò)化的運動控制技術(shù)已經(jīng)成為一種研究熱點和發(fā)展趨勢。而真正的實時工業(yè)以太網(wǎng)是在物理幀上,而非應(yīng)用層上來改進傳統(tǒng)商用以太網(wǎng),現(xiàn)在比較主流的開源實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)——ETHERNET Powerlink網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高實時性、穩(wěn)定性和多種同步機制,適合應(yīng)用于運動控制。本設(shè)計以嵌

2、入式運動控制技術(shù)和FPGA技術(shù)為基礎(chǔ),通過建立基于ETHERNET Powerlink上位機通信網(wǎng)絡(luò),深刻剖析ETHERNET Powerlink協(xié)議機制,重點研究和設(shè)計系統(tǒng)從站的核心硬件并實現(xiàn)了主從通信軟件的開發(fā),從而構(gòu)建了基于ETHERNET Powerlink網(wǎng)絡(luò)嵌入式運動控制系統(tǒng)。
　　該嵌入式運動控制系統(tǒng)采用多層架構(gòu)設(shè)計,并提出了從站“通信模塊+控制模塊”分離的架構(gòu)思想,即以“FPGA+ARM”為核心處理器來實現(xiàn)。從站的

3、硬件部分主要由控制模塊最小系統(tǒng)、驅(qū)動單元、反饋單元和通信模塊等構(gòu)成,主站軟件按照CANOpen規(guī)范,通過PDO和SDO通訊功能,完成了主站測試軟件的設(shè)計。
　　在從站軟件設(shè)計方面,詳細分析了各模塊程序的設(shè)計方法,實現(xiàn)了系統(tǒng)主從站間ETHERNET Powerlink通信和從站內(nèi)部的SPI通信,為應(yīng)用層控制任務(wù)的實施提供了通信基礎(chǔ),同時各類運動指令的設(shè)計的實現(xiàn),為系統(tǒng)提供多種運動控制功能。最后提出了一種基于ETHERNET Powe