【期刊】基于DSP的伺服运动控制器研究与开发

基于DSP的伺服运动控制器研究与开发作者：范庆彬，FANQing-bin作者单位：哈尔滨理工大学后勤集团,黑龙江哈尔滨,150080刊名：自动化技术与应用英文刊名：TECHNIQUESOFAUTOMATIONANDAPPLICATIONS年，卷(期)：2008，(6)引用次数：0次参考文献(3条)1.张广立.谈世哲.杨汝清基于WindowsNT的开放式机器人控制系统[期刊论文]-机器人2002(5)2.EROLN.A.ALTINTASY.ITOM.ROpensystemarchitecturemodulartoolkitformotionandmachiningprocesscontrol2000(3)3.方沛昱.李兴根基于USB总线的电机控制方案[期刊论文]-微特电机2004(3)相似文献(9条)1.学位论文张清明基于DSP的开放式运动控制器的研究及应用2002该文对开放式数控系统的体系结构以及开放式运动控制器展开研究,对基于DSP的开放式运动控制器的软硬件进行了详细的研究与设计,并将此开放式运动控制器成功应用于板材的激光切割、拼焊控制系统中.对各种开放式CNC的体系进行了详细的分析比较,该文认为基于现场总线的数控系统将是开放式数控系统的基本结构,并选定CAN总线连接上位机、运动控制器以及I/O模块等智能装置.这种结构下的数控系统是一种分布式的实时控制系统,具有极高的开放性.研究并开发了基于DSP的开放式运动控制器.随着控制理论的发展以及高性能的控制需求,一般的单片机或多片微处理器不能满足复杂而先进的控制算法的需要,为此,该文对以高性能的DSP为核心的开放式运动控制器进行了研究,对该运动控制器的软硬件进行了详细的设计.并针对位置反馈信号处理的特点,该文采用CPLD芯片对位置反馈信号进行倍频、计数以及辨向等处理,这大大改善了反馈信号处理电路的逻辑特性与电气特性.该文对遗传算法和模拟退火算法作了分析比较,并结合各自特点,在遗传算法的搜索过程中融合模拟退火算法的思想,构造出遗传模拟退火算法,采用该混合遗传算法对PID参数进行整定取得了很好的效果.该文还将基于DSP的开放式运动控制器成功应用于汽车底板用板材的激光切割、拼焊控制系统.2.期刊论文宋蓓.杜娟.宋世芳.SONGBei.DUJuan.SONGShi-fang基于DSP的开放式运动控制器的设计-电机与控制应用2009,36(4)为了使运动控制器对多种电机具有通用性,结合数宁信号处理器(DSP)技术和PC技术的强大优势,开发了一种新型的开放式运动控制器.该控制器可以驱动步进电机、变频渊速异步电机和伺服电机,大大提高了运动控制器的通用性和可扩展性.通过在绗缝系统中的测试验证了该运动控制器的实用性.3.学位论文丁亮基于PCI和USB总线的开放式运动控制器开发2006开放式数控系统已成为当今数控技术的发展方向，目前的开放式数控系统多以：PC机为基础，配上各种开放式运动控制器。运动控制器的应用已走出机械加工行业，越来越多地应用于其它工业自动化设备控制，如机器人控制、电子机械、木工机械、纺织机械、印刷机械等诸多行业。基于PC总线的以DSP和CPLD/FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器将PC机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好等优点，因此发展迅速。今后基于计算机标准总线的开放式运动控制器仍然是市场发展的主流。PCI总线解决了ISA总线的响应速度较慢的瓶颈，近几年，基于USB总线的设备也因其优点而得以迅速发展。针对国内外开放式运动控制器存在的一些缺点，诸如国外产品价格太高、技术支持相对较差，国内产品不支持USB总线、存在一些技术上的不足等，本文以DSP芯片TMS320LF2407作为处理器，分别基于PCI和USB总线开发了多轴开放式运动控制器，并采用PCI9052和ISP-1581作为接口芯片构建PC-DSP通讯电路，利用CPLD器件EPM7128构建两路QEP信号处理电路并辅助完成译码等功能，同时开发了接口卡负责完成控制卡与外部器件的互联并进行光电隔离和电平转换。DSP除了完成与上位机的通讯，内部还嵌入了许多控制算法，包括基于前馈补偿的PID控制算法、参数曲线的自适应时间分割插补算法、直线/圆弧/NURBS插补算法等。同时，提供了丰富的动态链接库函数供用户调用，并在此基础上开发了测试软件。实验和仿真结果表明，系统设计合理，具有实时性好，跟随误差小，加工精确度高等优点。4.期刊论文丁亮.尤波.于振中.许家忠.DINGLiang.YOUBo.YUZhen-zhong.XUJia-zhong基于USB-DSP的开放式运动控制器开发-电机与控制学报2006,10(3)针对数控技术的发展对运动控制系统的开放性、实时性、加工速度、精确度等性能指标提出了越来越高要求,运用基于前馈补偿的PID控制算法和时间分割插补原理,研究开发了基于USB2.0协议和DSP核心处理芯片的四轴交直流伺服电机运动控制器,并提供了丰富的动态链接库函,支持NURBS插补功能.仿真和实验结果表明,系统设计合理,具有实时性好,跟随误差小,加工精确度高等优点.5.期刊论文贾德利.尤波.胡海燕.程宁波.JIADe-li.YOUBo.HUHai-yan.CHENGNing-boHAI系列开放式多轴运动控制器开发-哈尔滨理工大学学报2006,11(6)对实验室开发的HRI系列开放式步进、伺服电机多轴运动控制器进行了总结.介绍了以ISA总线作为数据传输通道,基于8253+8255、MCX314、LM628、DSP+LM628和DSP+CPLD技术的各种电机控制方案.探讨了其硬件关键技术和软件开发,并在此基础上对各方案进行比较.最后,对运动控制器的进一步开发进行了展望.6.学位论文汪卫民基于FPGA的开放式运动控制器的接口研究2006随着科学技术的进步，传统的运动控制系统由于本身的局限性难以满足人们的最新要求，研究和开发具有开放式结构的高性能运动控制器己成为当前运动控制领域的重要发展方向。对开放式运动控制器的研究是当前数控系统中最活跃的分支，而控制器的接口电路则集中体现了控制器开放性的特征，设计出一种具有较强兼容能力的控制器接口是本课题的主要研究内容。本文首先阐述了运动控制系统及运动控制器的研究现状和发展趋势，在分析控制系统原理的基础上，抽取普通步进驱动器和两款主流伺服驱动器富士FALDIC-W系列和施耐德ModiconLexium17D系列共同的信号特征，对控制器接口电路的关键技术做了详细的介绍。根据驱动器性能要求和技术指标，以及DSP的高性能数据处理能力，和FPGA的可重复编程、可模块化、易扩展、易维护、可重构、I/O口多且容易配置等特点，规划出开放式控制器的DSP+FPGA总体方案和接口电路的FPGA设计方案，完成接口的部分具体硬件和软件设计，并对两种脉冲控制方式的输出波形以及反馈输入波形进行了仿真。该开放式控制器用DSP作通用控制算法运算，FPGA进行由通用运算结果到具体驱动器的电路配置和实现。接口电路中FPGA接收上位机发送命令信号并进行误码检测，之后进行识别和存储。部分数据存入设计的双口RAM中供DSP实时访问和处理，同时FPGA从中读出DSP运算后的数据，根据不同的驱动器和控制模式作相应的转换处理。论文最后做出总结并指出了本课题今后进一步的研究方向和内容。7.学位论文严乐乐基于DSP的运动控制器的软件开发2007运动控制是数控技术的核心，近年来，随着开放式数控系统的发展，开放式运动控制器也得到了前所未有的发展。运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类标准部件，已经被越来越多的产业领域接受，并形成了令人瞩目的市场规模。由于DSP将超强的高速实时处理能力和丰富的外设功能集于一身，目前，以DSP为核心的嵌入式运动控制器已经成为开放式运动控制器的发展主流，并获得广泛的应用。本文通过对运动控制器基本功能的研究，在分析、消化已有的基于DSP的运动控制器硬件资源基础上，开发了运动控制器的软件系统，利用比较积分法和线性加减速控制算法实现了系统的运动轨迹和速度控制，满足了单板式和插卡式两种应用的功能需求。针对单板式应用需求，设计开发了基于USB总线的加工程序下载功能、基于串口通信的DNC功能以及断点续传功能。详细论述了其中USB通信的固件程序、驱动程序和应用程序的开发方法，以及DNC在线加工功能的实现方法。面向插卡式应用，讨论了利用PCI9052接口芯片和IDT7024双口RAM芯片实现PC机与DSP的通信方法，着重阐述了利用WinDriver作为开发工具，实现PCI驱动程序的开发过程。最后，本文从提高工程应用软件可靠性的角度，介绍了本运动控制器软件的开发与调试方法及注意事项，并将设计开发的系统软件脱离仿真环境，成功应用于实际加工控制，系统的功能和性能达到预期设计目标。8.学位论文宋善专基于DSP和CPLD的多轴运动控制器的设计与研究2008开放式控制系统的研究被称为制造业的第三次革命。我国制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，面临着调整、改造和优化的艰巨任务。因此，研究和发展开放性控制系统具有广阔的前景。开放式运动控制器是开放式控制系统的重要组成部分，开放式运动控制结构已成为当今运动控制器研究的主流。本文首先采用运动控制器嵌入工业计算机的运动控制结构，设计和研究四轴开放式运动控制器。运动控制器采用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407为核心处理器，以CPLD为逻辑处理和运算器件完成了运动控制器的硬件资源分配模块、编码器接口模块、PCI通讯模块等功能模块的设计。其次，对双端口RAM数据缓存技术进行了研究。合理的内存分配不仅解决了访问竞争的矛盾，而且大大提高了数据交换的速度。编制了PCI9054的计算机驱动程序和内存读写程序。采用PID控制算法，结合现代控制理论的方法，根据控制对象的特性对各参数进行调整，并用MatLab完成了算法仿真，实验证明该算法具有较好的响应特性，并对控制对象的控制过程进行了合理的规划。最后进行了运动控制器的安装与调试，对控制器的各个功能模块分别进行了调试，实验证明该控制器具有良好的控制特性。9.期刊论文杜建铭.曹广忠.李岳峙.DuJianming.CaoGuangzhong.LiYuezhi基于DSP和FPGA的电脑绣花机控制系统研究-机械科学与技术2007,26(10)根据运动控制技术的发展方向开发出一种用于高速加工领域的开放式运动控制器.讨论了该新型运动控制器的开放式体系结构,对它的主要模块进行了详细分析,在该开放式运动控制器中通过DSP完成实时控制,采用FPGA设计编码器的解码器、滤波器、计数器和总线接口的功能,利用双端口RAM解决工业计算机和运动控制器之间的大容量通讯问题,在LiberoIDE6中借助Modelsim5.8对编码器反馈电路进行了仿真,在高速工业电脑绣花机中的实际应用表明该运动控制器可靠并具有先进性.本文链接：下载时间：2009年10月29日