小议开放式数控系统软件面向性能的设计与实现

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1、分类号TP311。X891080单位代码：lO005学号：8200307016密级：公开北京工业大学硕士学位论文英文并列墼螯量鬯垡豳堕筮竖￡圣垒受；薹墅遁照坌墅嚣基l垂迅丛奎墅1迦量量ME垒匹Q星Q￡量丛鲤鱼』星曼!￡垒曼￡Q盟!基QL遂目苎X基至i§醚曼Q星童3a-蝴研究生姓名：壅跷丽专韭：让篡拯熬整兰爨途醋究方囱；鏊熊王猩．篁煞往叁麴焦罨炳姓名；捌夔至职称：剽戆塞基——论文报告提交l=!j期!蟛短4且．。一学位授于H期授予单位瘩稚和地址j＆盛互墼盔兰Ib立壶翦鼹匿壬筮圈!鳗呈摘要开放式数控系统是当今数控系统的发展趋势。采用cOM组件技术有利于实现数

2、控系统的最高开放目标“开放式标准组件体系结构控制器”，即以Pc机和通用操作系统为开放平台、体系结构完全开放的纯软数控系统。但是，这种开放给数控系统的性能带来了一定负面影响：(1)相对于采用硬件控制模块处理强实时任务的封闭或半封闭数控系统，纯软数控系统的性能可能较低；(2)COM组件对象的方法是通过类似虚拟函数的方式被间接调用的，它的执行效率不如可直接调用函数的编程规范。而如何实现预定的性能目标本身就是数控系统设计和开发当中的重点和难点。因此，如何解决或缓解这个矛盾、满足数控系统的性能要求成为开放式数控系统研究的一个重要课题。本文探讨的是在软件体系结构层

3、面上，基于cOM组件技术的开放式数控系统面向性能的设计和实现。采用的通用操作系统是windowsCE．∞t。本文在充分分析数控系统各项任务实时特征的基础上，通过采用细化任务、集中读／写10端口、搭建管道一过滤器模型的数据处理流程、使用共享内存等策略，将开放式数控系统响应硬实时、软实时、非实时请求的能力融入了它的软件体结构。在设计软件体系结构和实现方案的过程中，本文提取了一套针对开放式数控系统的组件提取原则、一套组件接口设计规则和一套计算各线程时间片的规则。最后，本文基于以上设计思想实现了一个具有1个通道的开放式数控系统和一个具有3个通道的开放式数控系统

4、；并从可调度性分析和系统测试两个角度评价了这两个系统的性能。关键词开放式数控系统；c0M；晰ndowscE．net；面向性能的设计AbstractTbday，openn岫erjcalcor帅lsyst蛐isme仃锄dofn啪ericalcoI帅lsystenl．usillgcoMishelpflllto∞hieVetllehighestopen1eVelofnumericalc伽tmlsystem，Thatsystemh觞mreech甜∞teristics：(1)builtonPC龇duIlivefsalope俄illgsystem；(2)h嬲afIl

5、儿openarchite咖陀；(3)isa”renu“1ericalcon№lsystern．HDweveLmat“ndofopenmaygeneratesomenegativeimpact伽meperfbnnallceofn啪ericalc彻仃olsyst啪：(1)comparhlgwimclose锄dsemi—closenumericalco胁叫systemwhosehardrealtimetasksareprocessedbyhardwaremodules，theperf0HnanceleVelofpuresoflw甜en啪ericalcontm

6、lsystemislower；(2)cOM，SflInctionisindirectlycalled，soitse位ciencyisnothigh．HoweVeLhowtoachieve也eexpectedpedbnnaIlceof叫mericalcon仃01sy咖misessentiallyanimporCant拍ddimcultproblem．So，howtores01veor∞laxtll砒c砌ictandhowtomeet缸perfbHn锄ce协唱etl)ecomeasignific锄tproblemin也efesearchofopennume

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