基于rtlinux的通用数控平台构建

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于RTLinux的通用数控平台构建姓名：吴木林申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：游有鹏20080101摘要随着PC技术的发展数控系统正进入一个崭新的阶段全软件数控所谓全软件数控即CNC系统的各项功能包括插补位控和PLC等均由软件模块来实现全软件数控较传统CNC具有更好的灵活性通用性经济性和开放性本文以PC104作为数控系统的硬件平台采用性能优秀的自由软件实时操作系统RTLinux为软件平台实现实时多任务调度满足数控系统控制任务的高实时性要求构建基于RTLinux的全软件通用数控系统平台便于

2、后续开发具有自主知识产权的数控系统有助于提高我国数控技术水平通过对当前流行的软件数控系统架构的分析比较设计构造了基于RTLinux的三层模块化数控系统结构同时根据Linux和RTLinux编程资源规划设计了各层次模块间的通信方式并根据数控系统内部的数据和命令信息流设计定义了各模块间的接口协议此外根据数控系统的功能与性能要求对LinuxRTLinux内核进行了定制详细介绍了其在PC104上的移植过程为提高系统的稳定性和运行效率本文利用Qt完成了系统界面层开发利用C语言实现了系统管理层和控制层的程序开发整个系统运行于FrameBuff

3、er上不需要Linux桌面系统以及XLib的支持减少了对系统内存和存储空间的要求最后介绍了RTLinux应用程序开发和调试以及内核程序开发和调试方法样机联调试验表明该软件数控系统平台达到了预期设计要求关键词全软件数控RTLinux内核移植实时线程通信ABSTRACTWiththedevelopmentofPCtechnology,thecomputernumericalcontrolsystemisenteringabrand-newstagesoftwareCNC.SoftwareCNCmeansthatallthefuncti

4、onsofCNCsystem,suchasinterpolation,positioncontrolandPLCareimplementedwithsoftwaremodules.ComparingwithtraditionalCNC,softwareCNChasabetterflexibility,versatility,efficiencyandopenness.Inthethesis,thehardwareplatformofthesystemisPC104,andthesoftwareplatformofthesystem

5、isRTLinuxwhichisagenuinehardreal-timeandfreeoperationsystem.RTLinuxisabletoschedulemanyreal-timetasks,anditmeetsthedemandoftheCNCtaskswhichneedhighreal-time.ConstructingallsoftwaregeneralCNCplatformbasedonRTLinuxmakesthefollowingdevelopmentoftheCNCsystemwhichhasthepro

6、prietaryintellectualpropertyrightseasy,anditishelpfulinraisingourcountryCNCtechnicallevel.AftertheanalysisandcomparisonofpopularstructuresofsoftwareCNCsystems,anopenarchitectureCNCsystemwiththreelayersisdesignedbasedonRTLinux.Inaddition,themethodsusedinthecommunicatio

7、noflayersandmodulesaredesignedaccordingtotheresourcesofLinuxandRTLinux,andtheinterfaceprotocolamongmodulesisdesignedanddefinedaccordingtothedataandcommandsstreamsofCNCsystem.TheLinuxkernelandtheRTLinuxkernelarecustomizedaccordingtothedemandsofCNCsystem,andtheparticula

8、rreplantingprocessesonPC104areintroducedtoo.Toimprovethestabilityandrunningefficiency,Qtisusedinthedevelopmentofthegraphical