开放式运动控制器的研究与应用

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l_chuanfei
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随着开放式运动控制器的发展,以DSP为核心的运动控制卡得到了广泛的应用,成为运动控制系统发展的主流。在本文中,深入研究了开放式数控系统技术,并对运动控制器的相关技术进行了全面介绍,同时,结合教研室的机器人手臂测试平台对控制系统的功能需求,提出了一种新的基于DSP+FPGA设计方案的运动控制系统,并给出了具体的硬件电路设计方案。其中,DSP是系统控制算法的核心,主要用来处理运动系统的各种数据信号,FPGA则用来担当协处理器,实现模块级功能。   运动控制器的核心处理器DSP芯片采用美国TI公司的TMS320LF2407A,该芯片是TI公司专门面向电机控制而推出的电机专用的控制芯片,主要用来实现与上位机的实时通讯,电机的速度和位置的精确控制,以及直线插补和圆弧插补等,同时监视电机的运行状态。文中介绍了TMS320LF2407A的工作原理,及其外围电路的设计方法。FPGA芯片采用Altera公司的EP1K30QC208芯片,采用MAX+plusⅡ设计软件进行开发,来替代以往的集成电路芯片,实现编码器位置反馈信号的数字滤波,倍频和计数等功能,协助DSP对多余两轴的交流伺服驱动器正交编码脉冲进行逻辑判断和检测。软件方面,给出了关键程序模块的设计方法,其中包括位置控制程序以及主循环程序等,主要通过流程图表明软件设计思想,同时介绍了OPID控制算法的原理,并将其应用到运动控制系统。
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