探究开放式运动控制系统设计

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1、华中科技大学硕士学位论文开放式运动控制系统设计姓名：罗志刚申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：李叶松20070601华中科技大学硕士学位论文摘要本文研究了一种基于工业PC机的开放式运动控制系统的设计方案。开放式运动控制系统是一种模块化、可重构、可扩充的软硬件系统，其核心是开放的、相互独立的系统控制模块，系统的开放性允许用户将先进的控制策略和定制化模块植入其中。首先本文简要介绍了国内外开放式运动控制技术的研究情况，然后详细论述了一种基于PCI总线的伺服运动控制系统的软硬件实现方法。系统采用PCI总线接口芯片PCI9054实现PCI总线协议，从PCI总线转换

2、到局部总线；使用可编程逻辑器件（FPGA）实现硬件资源管理和主机接口管理；设计了丰富的外围接口电路，主要包括数字量输入/输出、模拟量输入/输出、光电编码器输入、位置脉冲输出。设计了DOS下的驱动程序，完成了系统控制软件和友好的人机界面接口设计，实现了位置控制梯形曲线和S曲线轨迹规划；最后在硬件平台上进行了所有的功能验证。随着PC机软硬件技术的发展，基于PC机的开放式运动控制系统的性能、开放程度也必将得到进一步的完善和提高，这使得系统在实际应用中具有广阔的前景，既可以作为验证控制策略的实验平台，也可以作为完整的控制解决方案提供给用户使用。关键词：开放式运动控制伺服系统PC

3、I总线轨迹规划I华中科技大学硕士学位论文AbstractInthisthesis,anoveldesignschemeofopenmotioncontrollersystembasedonindustrialPCisstudied.Openarchitecturemotioncontrollerisafirmwaresystemwithmodularization,reconfigurationandexpansion.Thecoreofsystemisbuiltupbyopenandindependentsoftwaremodule.Applicationcanemb

4、edadvancedcontrolstrategyandcustommoduleintheopencontrolsystem.Firstly,theopenarchitecturemotioncontroltechnologyanditsnoveldevelopmenttrendareintroducedbrieflyinthisthesis.Then,thehardwareandsoftwarerealizationmethodofonekindofopenservomotioncontrolsystembasedonPCIbusarespecified.Inthes

5、ystem,PCIbusinterfacedevice(PCI9054)isusedtorealizethePCIBusSpecificationandcanbeconnecteddirectlytothelocaltarget.FPGAchipisdesignedtorealizethemanagementoflocalhardwareresourceandtheinterfaceofHostPC.Thesysteminterfacecircuitincludesinputandoutputofdigitalsignal,inputandoutputofanalogs

6、ignal,inputofencoder,outputofpositionpulse.BasedonDOSplatform,thedevicedriversoftwareandthefunctionsoftwaremoduleofthecontrolsystemarecoded,whichrealizethetrajectoryplanningofT-curveandS-curveandfriendlyHMIinterface.Atlastalltestingworksoffunctionverificationaredoneonthehardwareplatform.

7、WiththedevelopmentofPCsoftwareandhardwaretechnology,performanceandopenofPC-basedopenarchitectureservosystemwillbeimprovedgreatly.Themotioncontrolsystemhasextensiveapplicationprospectinpractice.Itcanactasnotonlyexperimentplatformtoverifythenovelcontrolstrategybutalsoastota