探索基于arm的嵌入式数控系统研究与设计

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1、北京交通大学硕士学位论文基于ARM的嵌入式数控系统研究与设计姓名：刘艳霞申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：张凡20050301北京交通大学硕士研究生学位论文Y878315摘要计算机数控系统是先进制造技术的基础，在国内外得到普遍重视，发展较快。如今的计算机数控系统多以Pc机为平台。基于PC机的数控系统虽然功能强大，却存在难以实现零距离操作、对中低端市场价格偏高等缺点。随着嵌入式系统、微计算机技术和集成电路的迅速发展，高性能的32位CuP开始普及。它执行速度快、功能强大，在中、低档数控系统中已经

2、完全可以替代Pc机，获得更大的价格和技术优势。本文旨在打破传统基于Pc机的数控系统，研究并设计一种基于A蹦的32位嵌入式微机数控系统。主要工作如下：(1)研究了数控加工中步进电机的加减速控制规律，实现了步进电机的加减速脉冲控制；(2)基于计算机的编译原理，研究了数控系统程序段代码的译码特点，实现了数控NC代码的译码：(3)研究了运动控制的软件结构，并应用二次插补策略，通过粗、精两步插补，在提高插补精度的同时兼顾了插补速度。并提出了一种基于参数曲线的进给速度自适应的高速高精度算法；(4)基于数字积分插补原理，设

3、计了DDA直线插补器和DDA圆弧插朴器，提出了减小插补器插补误差和实现稳速控制的改进方法，并提出了对待加工轨迹进行监控的思想；(5)采用三星的S3C4510芯片，应用该芯片集成的片内以太网控制器，实现了Pc机和运动控制器之间的uDP／IP通信，通信速度可达100Mbit／s，打破了传统的串口通讯方式。关键词：uDP／IP协议运动控制数字积分法步迸电动机待加工轨迹监控三轴联动直线插补圆弧插补加减速控制北京交通大学硕·f：研究生学位论文AbstractAsthefoundationofadvancedmanufa

4、cturetechnology'ComputerNumericalControlSystemhasbeenattachinggreatimportancewidelybothathomeandaboard，whichencOuragesitsfastdevelopment．Nowadays，MostofComputefN啪ericalControlSystemchoosePCasitsplatfbmI，thoughithasPowerml缸lction，merearct、vodefects．First，iti

5、sdimcultt0realizezerodist蛐cemaIlipulation．Second，itisexpensiveformidalldlowmarket．with也eB越devel0_pmentofembeddedsystem翘dmicmcomputcrtechnology锄dime伊atecircuit，High．perf0啪ance32-bitsembeddedCPUbecomesmorea11dmorcpopular，Wimitshj曲speedandlowcost，thiskindofmic

6、roprocessorcantakeplaceofPCplatfo胁inmidandlowm盯ket，inwhjchpriceaIldteclul0109yareverycritical，Wimsuchabackground，tllisthesisprcsentsadeepresearchonEmbeddedN哪ericalControlSystem，mainworkasfolIows：(1)Doingaresearchoftheacceleratedanddeceleratedcontrolruleofth

7、ewaIkingelectromotorandhasrealizedtheacceleratedanddeceleratepulsecontr01；(2)BasedontheprincipleofcompiIing，ThispaperhasinVestigatedtlledecodingchamcteristicofmeNumericalControlSystemprogramcode，arldimplemems也edecodingofN呲ericalContmlcode：●(3)Ontheresearcho

8、fthesof时are’sarchitectureofmotioncontrol'secondaryinterpolationstrategyis叩pliedandthistaketheinterpolationprocedureascoarseinterpoIationandextmctinterpolation，whichimprovesboththeprecisionaIldthespeed．