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时间:2019-05-15
《基于DSP和FPGA的三维雕刻机数控系统的研发》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandDevelopmentofThree-DimensionEngravingCNCSystemBasedonDSPandFPGAMajor:DetectionTechnologyandAutomaticEquipmentCandidate:LiaoZhiSupervisor:Prof.YangFanHubeiWuhan430074,P.R.ChinaMay,2010咖2¨j』●I㈣8棚7㈣
2、9M7,劓¨¨i●—_ⅢY摘要数控系统是数控雕刻机的控制核心,其控制功能的强弱、控制性能的优劣直接关系着数控雕刻机的加工质量与加工效率,对整个雕刻机的性价比和市场竞争力都至关重要。本文针对国产数控雕刻机现状和市场需求,研发了基于高性能DSP新型雕刻机数控系统,以提高国产雕刻机数控系统的性价比和市场竞争力,并为雕刻机最终用户改善产品质量、提高生产效率、节约生产成本提供有效手段。在雕刻机控制系统实现上,将数控技术与嵌入式系统的应用有机结合起来,根据雕刻机控制系统的设计需求,确定了数控系统总体设计方案。采用TI公司主推的32位定点数字信号处理器TMS320F2812作为下位机控制系统
3、核心处理单元,并将其与FPGA相结合来取代目前市场上主流的单片机与工控机相结合的联机控制,采用模块化设计思想,根据控制电路分担任务的不同,分模块进行了雕刻机控制系统软硬件详细设计,使得系统设计灵活性和工作可靠性大大提高。在速度控制中,本课题结合了步进电机的转矩.频率特性和微处理器计算能力,提出了抛物线加减速控制方法,合理的利用了微处理器的资源,同时使电机的升、降速过程快而且平稳;在轨迹控制中,对普通数字积分插补算法进行改进,运用了快速数字积分插补算法,使控制器对插补过程的运算效率更高,减小了控制器的运算压力。实际试验证明了本文所提的基于DSP和FPGA的三维雕刻机数控系统设计方
4、案的可行性和可靠性,具有很强的应用价值。关键词:雕刻机,数控系统,DSP,速度和轨迹控制武汉工程大学硕士学位论文IlAbstractTheCNCsystemisthecriticalpartofCNCengravingmachines.Thequalityandefficiencyofengravingprocessmainlydependonthe如nctionsandperformanceofCNCsystems.AgoodCNCsystemisimportanttothepriceandthemarketofengravingmachine.Fromthecurrents
5、tateofhomelandengravingmachinesandaimingattherequirementsofusers,thisthesisintroducesanewtypeCNCsystemforengravingmachinesbasedonDSP.ThetypeofCNCsystemcanimprovetheperformanceofmachinew“hlowerpnceandthecompetingofmarketofengravingmachines,whichprovidesawaytoreformtheengravingquality,toimprov
6、etheefficiencyandtosavethecostofprocess.Inthispaper,thenumericalcontroltechnologyandembeddedsystemwereconnected,Ihaveproposedtheengravingmachinecontrolsystemfordesignrequlrements,andplannedanumericalcontrolsystemdesignscheme.ImplementationoftheschemeisusingaTIFeatured32。bitfixed.pointdigital
7、signalprocessor(DSP)TMS320F2812asthelowerpositioncontrolsystemcoreprocessingunitandFPGAwerecombinedtoinsteadofthegroupofsinglechipmicrocontrollerandindustrialcomputer(IC)asthecoreofcontroller,.andweusingmodulardesignconcept,underthecontrolcircuitsh
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