基于dsp和fpga运动控制器的设计与研究

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1、河南科技大学硕士学位论文基于DSP和FPGA运动控制器的设计与研究姓名：郭丹丹申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：任德志@摘要论文题目：基于DSP和FPGA运动控制器的设计与研究专业：机械电子工程研究生：郭丹丹指导教师：任德志副教授摘要运动控制技术由面向传统的数控加工行业的专用运动控制技术而发展为具有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组的先进运动控制技术。运动控制器也已经从以单片机或微处理器作为核心的运动控制器和以专用芯片（ASIC）作为核心处理器的运动控制器，发展到了基于PC总线的以DSP和

2、FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。本课题对运动控制技术和国内外在这方面的最新成果进行了深入分析，并对基于DSP和FPGA的运动控制器进行了设计与研究。主要研究内容如下：（1）深入研究国内外运动控制技术的发展现状和前景。（2）规划运动控制器的硬件和软件整体研发方案。（3）对运动控制器的各个功能模块进行硬件设计。（4）对运动控制算法和数字滤波算法进行设计，编写控制软件。（5）对运动控制系统的性能进行分析和访真，调节控制器参数，使运动控制系统具有较好的静态特性和动态特性。（6）构建实验系统，编写人机界面

3、软件，验证运动控制器的性能。本课题研发的运动控制器可为机电一体化系统中运动控制的数字化解决方案提供软、硬件开发平台，同时也可用于构筑具有“NC嵌入PC”式结构体系的开放式数控系统。关键词：运动控制器，运动控制技术，加减速控制算法，数字伺服滤波器论文类型：应用研究I河南科技大学硕士学位论文Subject:TheDesignandResearchoftheMotionControllerbasedonDSPandFPGASpecialty:MechatronicsEngineeringName:GuoDand

4、anSupervisor:RenDezhiAssociateProfessorABSTRACTMotioncontroltechnologyhasbeendevelopedfromthespecificmotioncontroltechnologyfortraditionalNCmanufacturingtotheadvancedmotioncontroltechnologywhichownsopenstructureandcanbefastreconstructedwithconcreteapplica

5、tiondemand.AndmotioncontrollerhasbeendevelopedfromthemotioncontrollerbasedonMCUandmicroprocessororbasedonASICtotheopenmotioncontrollerwithDSPandFPGAbasedonPCbus.Inthispaper,domesticandinternationalnewestachievementinmotioncontroltechnologyisanalyzedandres

6、earchedthoroughly.AndthemotioncontrollerbasedonDSPandFPGAisdesignedandresearched.Themainresearchcontentsareasfollows:Firstly,thedomesticandoverseasactualityandtrendofmotioncontroltechnologyisanalyzedandresearched.Secondly,thedesignprojectofthemotioncontro

7、llerisconfirmed.Thirdly,thestructureandfunctionofthemainmoduleforthemotioncontrollerisdesigned.Fourthly,motioncontrolarithmeticanddigitalservofilterarithmeticisdesigned.Andcontrolsoftwareisprogrammed.Fifthly,theperformanceofthemotioncontrolsystemisanalyze

8、d.Controllerparametersisadjustedthroughsimulatinginordertoenablethesystemtogetpreferablestaticanddynamicperformance.Sixthly,experimentsystemisconstructed.GUIsoftwareisprogrammedtovalidatetheperformanceofthemotioncon