多接口运动控制器地设计

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDesignofaMulti-interfaceMotionControllerCandidate：ChenPengMajor：MechatronicsEngineeringSupervisor：Assoc.Prof.LiXiaoqingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWu

2、han,Hubei430074,P.R.ChinaJan,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：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学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要运动控制器作为数控系统的关键部件正朝着高速、数字化、网络化的方向发展，本文的目的就是设计和实现结合了DSP芯片、ARM芯片和SERCOS-III现场总线技术的多接口的数控运动控制器。主要

4、开展的工作如下：在需求分析阶段，提出了明确的、合理的性能需求。该论文设计控制4轴的运动控制器，对运动控制的关键的性能指标，如伺服周期、控制模式等提出了具体要求。并采用了上位机+运动控制器的开发模式。在硬件架构上，提出了三块板卡框架，即一个以DSP为核心运算模块的板卡，一个基于ARM的通用接口板卡和一个基于comX，可以实现SERCOS-III通信的接口板卡。DSP板卡选择TI的C6000的DSP作为运算处理芯片，C6000系列是高端的DSP，主频高且支持浮点运算。ARM接口板卡可以实现DA输出、

5、脉冲信号输出、位置信号采集、CAN总线通信模块等功能，可以满足通用的运动控制器需求。comX接口板卡可以实现高速的实时以太网SERCOS-III的通信。两块接口板卡和运算板卡可以通过插接的方式灵活配合，实现不同的功能，提高了系统的柔性。在软件设计方面，提出了以任务调度为核心软件模块的7大软件功能模块，包括通信模块、任务调度模块、插补模块、IO模块、故障错误处理模块、主轴控制模块、位置控制模块。对各个模块的底层驱动软件进行了设计和实现在上述的设计的基础上，进行了相应的硬件和软件调试。通过实验方法，

6、对设计的可行性进行了验证。关键词：数控；运动控制器；数字信号处理器；现场总线；硬件设计；软件设计IAbstractAsthekeypartofCNCsystem,Motioncontrolleristendtobehigh-speed,digitalizedandnetworked.Thisthesisisaimingatdesigningandrealizingthemulti-interfaceCNCmotioncontrollerwithcombinationofdigitalsignal

7、processingchipDSP,ARMchipandSERCOS-IIIoffieldbustechnology.Themainworkisasfollows:Duringthestageofrequirementsanalysis,clearly,reasonableperformancerequirementsisraised.Thisthesisistodesignamotioncontrollerthatcancontrol4axes,andthekeyperformanceindi

8、catorssuchasservocycle,controllingmodeputintothespecificrequirementlist.Thethesisundertakesthedevelopmentmodewhichcombinestheuppercomputerandmotioncontroller.Inthehardwarestructureaspect,aframeworkofthreepiecesofcardisraised,thatonecardisresponsiblef