多缸液压机高速伺服控制器开发

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

2、。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着制造业的发展，特别是航空航天技术的飞速发展，我国迫切需求高精度、高效率、和高性能的大吨位多缸液压机。本课题针对多缸液压机，利用最新的电子信息技术，完成了基于以太网通讯的多缸液压机高速数字伺服控制器的开发与设计。首先简单介绍了多缸液压机及伺服控制系统的发展和数字伺服控制系统的发展和组成。然后根据多方比较和综合考虑，给出了多缸液压机伺服控制系统的需求分析，并根据算法需求、工程实际和对比国外已有的多轴伺服控制器，提出基于DSP（TMS320F2812）+FPGA（EP2C8Q208）的多缸液

3、压数字伺服控制器的设计方案。使用高速数字信号处理器-DSP作为控制器的中央处理芯片，来运行控制算法和底层协议，提高了控制器的运行速度，减小了控制周期。使用FPGA作为控制器的数据预处理单元，来完成DSP与外部模块的信息交换与预处理，使所有的读写逻辑都由硬件完成，特别是将测速模块在FPGA内以硬件的形式实现，这样在提高了控制器的实时性的同时还加大了系统的灵活性。为了使伺服控制器能与其他设备进行信息交换，还加入了以太网通信接口，使得控制器可以开放地接入网络与上位计算机进行网络通讯。其次，根据所提出的设计方案，课题完成了多缸液压机伺服控制器的设计与实现。为了完成DSP与外部功能模块直接的信息交互和数

4、据处理，利用QuartusⅡ软件对FPGA进行内部逻辑功能编程、仿真和验证。使DSP可通过其自带的外部存储器端口（16位并行总线）对各个外部模块进行控制与数据读写。最后利用TI公司提供的DSP专用开发工具CCS2.2，完成DSP的内部程序编写与在线调试，使控制器可通过以太网使用ICMP或UDP协议与其他设备相连。最终完成的多缸液压机伺服控制器具有：8路数字量输入输出；8路模拟量输入；8路模拟量输出；8路SSI绝对式编码器接口；1路以太网通讯接口。关键词：多缸液压机数字伺服控制器DSP+FPGA以太网ABSTRACTWiththedevelopmentofmanufacturingindustr

5、y,especiallytherapiddevelopmentofaerospacetechnology,weurgentlyneedtheaccurate,efficientandhighperformancemulti-cylinderhydraulicpresswithlargetonnage.Accordingtomulti-cylinderforginghydraulicpress,wefinishedthedevelopmentanddesignofmulti-axisdigitalservocontrollerwiththehelpofelectronicinformationt

6、echnology.Firstofall,thedevelopmentofmulti-cylinderhydraulicpressandservocontrolsystemisintroducedaswellasthedevelopmentandcompositionofthedigitalsercocontrolsystem.Thenaccordingtothecomparisonandcomprehensiveconsideration,paperhasgiventhealorithmneeds,engineeringpracticeandcontrastoftheexistingfore

7、ngnmuliti-axisservocontrolle,paperhasdesingnedtheschemesthatuseDSP(TMS320F2812)+FPGA(EP2C8Q208)ascontrollerformuliti-axisdigitalservocontrolsystem.Toruncontrolalgorithmandunderliyuingprotocol,inprovet