dsp在超精密数控系统中的应用new

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1、机电工程&$$$年第!,卷第!期S5G4D6:GDITBI5GHP:GDIB67:655P:67SD7D@:65UAI0!,/A0!&$$$·’-·)*+在超精密数控系统中的应用李圣怡，张云洲，郑子文（国防科技大学机电工程与仪器系，湖南长沙’!$$,-）摘要：数字信号处理器具有高效的运算能力和良好的开发环境支持。基于)*+开发的超精密数控系统在综合精度和插补运算方面都有极大提高，从而具有良好的性能。本文从)*+和超精密数控系统的性能特点出发，结合实际的超精密数控系统，对)*+在超精密伺服控制系统、刀具监控和补偿、控制算法改进等方面的应用进行了分析研究。关键

2、词：数字信号处理器；超精密；计算机数控中图分类号：.+&,-；./"!!0,-文献标识码：1文章编号：!$$!#’((!（&$$$）$!#$$’-#$-!""#$%&’$()(*+,-$).#’/&0-/1%$2$()343,52’1623*456789:，;<1/=>?68@4A?，;

3、G?IDH:A6DJI:H9D6K5LG5II56HK5M5IANO56HE?NNAPH0.45?IHPD8NP5G:E:A6Q/QE9EH5O，JED5KA6)*+，4DE:HENP5G:E:A6D6K:6H5PNAIDH:A6GDIG?IDH:A67P5DHI9:ONPAM5K，C4:G4P5E?IHE:6J5HH5PN5PFAPOD6G50RPAOH45N5PFAPOD6G5G4DPDGH5P:EH:GD6KGAOJ:65KC:H4DGH?DI?IHPD8NP5G:E:A6Q/QE9EH5O，H4:EDPH:GI5D6DI9@5ED6KEH?K9EH

4、45DNNI:8GDH:A6EAF)*+:6?IHPD#NP5G:E:A6E5PMA:67E9EH5O，HAAIEOA6:HAP67D6KGAON56EDH:A6，D6K:ONPAM5O56HAFGA6HPAIO5H48AKE08159(/:2：):7:HDI8*:76DI8+PAG5EEAP；?IHPD8NP5G:E:A6；Q/Q!引言略。事实上，)*+微处理器在超精密伺服控制系统、刀具检超精密加工最大的特点是综合应用机械发展的新成就，测补偿和快速伺服装置、机床保护等方面都有着成功的应以及现代电子、测量、计算机等新技术，是机电一体化的结用。晶，目前已成为

5、机械制造发展的重要方向之一。超精密加工作者单位近期已完成了><83超精密数控伺服控制系统的发展依赖于超精密机床，因而超精密机床的关键部分#超的设计和研制，并获得了成功。其核心是1)*+&!%!芯片，精密伺服控制和超精密测量系统以及加工测量一体化被受插补周期达到(OE，控制周期为$0(OE，编程分辨率为&6O，到广泛的重视和发展。近年来，微电子技术和计算机技术的已具备了实际工况应用的基本条件。发展已成为促进伺服控制技术向高性能发展的技术基础。&数字信号处理器的典型性能随着大规模集成电路技术的发展，)*+芯片得到了飞速的发数字信号处理器器件的主要应用是实时快速

6、地实现各展，在信号处理、通信、雷达、遥感、语音和图象处理、电子测种数字信号处理算法。作为典型的)*+器件，1)*+&!%!的量、自动控制等许多领域得到广泛的应用。功能结构如图!示。具有如下的典型性能：在超精密机床伺服控制方面，为使机床工作台达到亚微米级的线性运动精度，现代控制技术的引入显得极为必要。精细化的控制单位、以微小程序段实现连续进给，已成为超精密数控加工的显著特点，超精数控加工的插补周期已经达到毫秒级。大数据量、高精度的插补运算和控制，要求计算机系统能高速度地对加工指令作出反应，高速处理并计算出伺服电机的移动量，随后发出控制指令。)*+的数据吞吐能

7、力高达数十S3+*，同时其指令周期短至几十纳秒，非常适合于大数据量的高速数据采集系统和实时控制系统。将)*+应用于高性能的超精密数控系统的开发不失为一种好的策图!典型)*+器件1)*+&!%!功能结构图收稿日期：!"""#$%#$&修订日期：!"""#!!#!"作者简介：李圣怡（!"’(#），男，湖南邵阳人，教授、博士生导师，主要研究领域为：机电控制及自动化、智能控制与制造、超精密数控。万方数据·’’·&D8R60M86CS?CD8IEM86C?0TM0DDEM0T&6T6=M0DUGC4!Q;G4!"222机电工程"222年第!Q卷第!期（!）在一个指令

8、周期内可完成一次乘法和一次加法；理器为核心组成，完成插补运算和伺服