嵌入式工厂搬运小车数控系统的设计

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要基于PC的数控系统一般体积较大、功能较多，不能装入体积严格要求的微型或小型系统内，相对功能单一的简单系统功能多余、成本过高。嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，解决了基于PC的CNC的不足，为数控技术提供了一种灵活方便的、能够嵌入工业系统内部、在工业极端环境里连续长期稳定可靠工作的微小型、廉价型控制系统。本文介绍了基于ARM微控制器和μC/OS-II操作系统的嵌入式工厂搬运小车数控系统，以两轮驱动小车为平台，设计了数控搬运小车路径规划和轨迹控制方法。研究了M16C对运行轨迹进行精插补处理的方法，探讨了相关最短路径算法，

2、并根据具体应用环境设计了一种通用高效的路径规划算法；在μC/GUI图形用户界面中，结合一个大型低压配电仓库内部工序间搬运的例子做了仿真，仿真结果说明了路径规划和轨迹控制方法的正确性；系统在完成路径规划后，可解码部分处理规划出来的路径代码，并根据路径代码进行相应的插补计算，控制运行轨迹。本文设计并实现了一种嵌入式数控搬运小车平台。搭建了以S3C44B0X和M16C/62处理器为核心的硬件体系结构，设计了触摸屏驱动电路和基于TA8415P的步进电机集成驱动电路；移植了μC/OS-II操作系统和μC/GUI图形用户界面。使搬运小车具有LCD显示和触摸输入功能，可对载

3、重量、运行时间、运行速度进行设置，更改其运行路径。此外论文还编写了LCD和触摸屏驱动程序、软件系统各任务模块的程序和GUI应用程序。关键词：工厂搬运小车ARM路径规划算法插补嵌入式数控系统I华中科技大学硕士学位论文AbstractPC-basednumericalcontrolsystemusuallyhaslargevolumeandsuperfluousfunctionsoitcan’tbepackedintomicroorsmallsystemwhosevolumeislimited,compa-reingwithsimplefunctionalsyst

4、em.Embeddedsystemwhichhascharactersofsmall,private,portableandhighreliabilitymeetstheshortfallofPC-basedCNC.Itcanworkflexible,stableandreliableintheextremeenvironmentandmeansalow-costcontrolsystemtoNCtechnology.Suchasindustrialprocesscontrol,industrialequipmentcontrollersanddeviceco

5、ntrollers.AnembeddedfactorytransportvehicleofNCsystembasedonARMmicrocontrollerandµC/OS-IIoperatingsystemwasintroduced,avehicleplatformoftwowheelsdrivewasestablished,routeplanningandtrackcontrolwasresearched.Dijkstraalgorithmwasdiscusseddetailyandanefficientrouteplanningalgorithmbase

6、onspecificapplicationenvironmentwasdesigned.ThensimulationruninµC/GUIgraphicuserinterface.AnmodeloffactorytransportvehicleofembeddedNCsystemwasdesigned,upper&lowerendhardwarearchitecturwasbuilt,whosecoresareS3C44B0XandM16C/62processors.µC/OS-IIoperatingsystemandµC/GUIgraphicuserinte

7、rfacewastransplanted.ThevehiclehasLCDdisplayandtouchinputsousercansetitspayload,speed,runningtimeandchangeitsroute.DriverproceduresofLCDandtouchscreenandGUIprogrammingwasintroduced.Stepmotor’sdrivemodulewasdesigned.Taskmoduleofsoftwaresystemandthemethodofcommunicationbetweenthetasks

8、wasIntroduced.Keywo