基于pci总线数据采集与运动控制系统研究论文

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1、浙江大学硕士学位论文基于PCI总线数据采集与运动控制系统研究姓名：余昌盛申请学位级别：硕士专业：系统分析与集成指导教师：许力20050201浙江大学硕士学位论文摘要摘要PCI总线作为目前计算机上流行的高速外设接口总线，在工业自动化领域，计算机上进行地数据采集或者运动控制基本上也都是通过PCI总线设备来实现的。本文对基于PCI总线计算机数据采集和运动控制系统的软硬件设计进行讨论和研究，分下面三部分：PCI．bus数据采集卡和PCI—bus运动控制卡设计、Windows平台板卡WDM设备驱动程序开发、Matlab上数据采集和运动控制程序开发。在PCI．bus数据采集卡硬

2、件设计方面，提出了模拟信号调理和数据采集模块设计新方法，利用CPLD设计多路抗干扰旋转编码器接口电路，并开发出PCI—bus数据采集卡。在PCI．bus运动控制卡硬件设计方面，以TI公司的TMS320F2812DSP芯片作为运动控制核心芯片，对高性能的基于PCI总线通用性运动控制卡设计方法进行讨论，并开发了PCI—bus运动控制卡。在Windows平台板卡的WDM设备驱动程序开发方面，对Windows平台的WDM驱动程序进行研究，提出了提高实时性的驱动程序设计方法，分别利用DriverStudio和DDK开发出数据采集卡驱动程序和运动控制卡驱动程序。在Matlab环

3、境下数据采集和运动控制程序开发上，本文对Matlab环境下实时控制的两种实现方法和需要解决的关键技术进行讨论。并且以实际的倒立摆系统和旋转位置伺服控制系统为对象，用组合变量的模糊控制策略在Matlab环境下编程实现对它们的实时控制，取得了非常好的控制效果，证明了Matlab环境下进行复杂非线性系统的实时控制是可行的。另外，针对自己设计的运动控制卡，在Matlab环境下开发了EmbeddedTargetforTIC2000DSP实时控制的Simulink模块库，并在Matlab上开发了交流异步电动机SinePWM、SpaceVectorPWM以及闭环磁场定向算法的变频

4、调速控制程序。重要的是，不但可以利用这些Simulink模块可以方便的实现交直流电动机变频调速实时控制功能，而且还可以利用Matlab的Real．TimeWorkshop将开发的电动机控制算法生成c代码文件，并创建CCS工程，可以直接移植到DSP硬件上实现控制功能。利用此方法，可以大大加快电动机控制算法，于发过程。关键字：PCI．bus、CPLD、DSP、WDM、运动控制器、设备驱动程序、控制器快速原型化、Real．TimeWorkshop、MATLAB／Simulink、电动机、变频调速1一浙江大学硕士学位论文AbstractPCI-busistheoneofth

5、ehighestspeedperipheralinterfacebusincomputer,inourautomaticcontroIfield．muchdataacquisitionormotormotioncontroIsystemincomputerusedPCI一busdevicescompletingthefunctionsofdataacquisitionormotioncontr01．Thepaperdiscussedthesoftwareandhardwaredesignmethodsofthedataacquisitionandmotormotio

6、ncontroIsystembasedonPCI—bus，mainlyfocusedonthefollowingthreeparts：thehardwaredesignofPCI-busDataAcquisitionCard(DAQC)andPCI-busMotorMotionControlCard(MMCC)，thedevelopmentofWindowsDriverModel(WDM)devicedrive5andtheprogrammeofdataacquisitionprocedureandmotormotioncontrolprocedurebasedon

7、MatlabusingMatlablanguageandsimulink．InthehardwaredesignofPCI-busDAQC，weputforwordthenewapproachofanalogsignalprocessanddataacquisitionmoduledesign，developedthemulti-channelrotary—encodeanti—ditheringinterfacecircuitwithComplexProgrammableLogicDevices(CPLD)，andcompletedthedevelopment