基于DSP+FPGA多軸運(yùn)動(dòng)控制器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域?qū)\(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的要求不斷提升，使得運(yùn)動(dòng)控制器得到不斷的發(fā)展。與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在運(yùn)動(dòng)控制器的開(kāi)發(fā)上還有較大的差距。國(guó)內(nèi)所使用的多軸運(yùn)動(dòng)控制器大多數(shù)為國(guó)外的，如美國(guó)、日本，這也是國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中成本居高不下的一個(gè)重要原因。課題單位需要開(kāi)發(fā)出一款多軸運(yùn)動(dòng)控制器，來(lái)替代現(xiàn)在所使用日本的多軸運(yùn)動(dòng)控制器。圍繞課題單位的需求，做了以下幾個(gè)方面的工作：
　?。?）通過(guò)查閱與多軸運(yùn)動(dòng)控制器相關(guān)的文獻(xiàn)，確定多軸

2、運(yùn)動(dòng)控制器的硬件設(shè)計(jì)方案，采用以 DSP+FPGA為主體的一種異構(gòu)多核的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一款多軸運(yùn)動(dòng)控制器，對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制器硬件進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，完成相關(guān)電路原理圖、PCB圖的繪制和多軸運(yùn)動(dòng)控制器硬件的制作；
　?。?）對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制器 FPGA中的算法進(jìn)行研究。FPGA的功能是實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制器中插補(bǔ)算法和加減速算法，對(duì)比現(xiàn)有的插補(bǔ)算法和加減速算法，選用數(shù)字積分法和五段 S形加減速算法來(lái)實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)控制器的精插補(bǔ)和加減速控制，分別對(duì)加

3、減速模塊和精插補(bǔ)模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了模塊在板卡中的硬件仿真；
　?。?）對(duì)多軸運(yùn)動(dòng)控制器DSP中的算法進(jìn)行研究。DSP的功能是實(shí)現(xiàn)多軸同步控制，采用一種基于 PID算法的相鄰耦合誤差的同步控制算法，分別對(duì)PID算法和相鄰耦合誤差的同步控制策略進(jìn)行研究，建立仿真模型，并對(duì)其進(jìn)行仿真；
　?。?）搭建多軸運(yùn)動(dòng)控制器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成多軸運(yùn)動(dòng)控制器軟硬件聯(lián)調(diào)。通過(guò)單軸輸出脈沖實(shí)驗(yàn)和 S曲線加減速的插補(bǔ)算法驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的可靠