基于FPGA的三次B样条曲线插补算法优化和实现.pdf

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1、基于FPGA的三次B样条曲线插补算法优化和实现冯健，叶伯生，周向东(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)()ptimizationandRealizationofCubicB——splineInterpolationAlgorithmBasedonFPGAFENGJian，YEBo—sheng，ZHOUXiang—dong(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnolo

2、gy，Wuhan430074，China)摘要：针对FPGA的特点对三次B样条曲线插0引言补算法进行优化，使用VHDL语言实现了三次B样条插补算法，并在FPGA中进行实际验证。数控系统中插补器是最重要的部分，插补器的关键词：FPGA；三次B样条插补；硬件插补插补速度和插补精度决定了数控系统的性能。目前中图分类号：TP391．7大多数数控系统采用软件来完成插补，由于处理器文献标识码：A计算能力，在高速高精数控系统中软件插补往往不文章编号：1001—2257(2012)06—0006—04能满足数控

3、系统的需求。而基于FPGA的硬件插Abstract：ThepaperoptimizesthecubicB—补器具有并行、高速的特点，可以快速完成多轴的插splineinterpolationalgorithmbasedonthecharac—补，弥补了数控系统中软件插补速度不足的缺点。teristicsoftheFPGA，andverifythealgorithmim—目前已有很多基于FPGA的硬件插补器设计plementedbyVHDIlanguageonFPGA．和研究的报道l1]，但基于F

4、PGA的三次B样条曲Keywords：FPGA；cubicB—splineinterpola—线硬件插补器研究未见报道。tion；hardwareinterpolation基于FPGA实现三次B样条硬件插补器，插补算法能保证各个曲线分段的连续性和光滑性，以及收稿日期：2011—12—12基金项目：国家科技重大专项(2010ZX04017—011)良好的速度和加速度性能。由于在FPGA中实现的建模和模型参数识别[J]．电力科学与技术学报，5结束语2010。25(1)：67—74．电池的动态诊断及均

5、衡是整车实际应用中非常[4]何仕品，朱建新．锂离子电池管理系统及其均衡模块的具有实用价值的研究，本文的策略与方案只是初步设计与研究[J]．汽车工程，2009，31(5)：444—447．[5]LeeYuang—Shung，ChengMing—Wang．Intelligent的实现功能，还需要不断改良试验方案来获取更好controlbatteryequalizationforseriesconnectedlithi—的试验数据进行策略修正，并且将电池健康状况的um～ionbatterystring

6、s[J]．IEEETransactionIndus—判断、SOC的修正和单体SOC偏差的具体量化结trialElectronics，2005，52(5)：1297一l307．合起来，进一步细化和改善策略。[6]HeHongwen，XiongRui，FanJinxin．Evaluationoflithium—ionbatteryequivalentcircuitmodelsforstate参考文献：ofchargeestimationbyanexperimentalapproach[-J2．[1]

7、刘有兵，齐铂金，宫学庚．电动汽车动力电池均衡充电Energies，2011，(4)：582—598．的研究[J]．电源技术，2004，28(10)：649—651．[2]方奖奖，朱建新．磷酸铁锂电池SOC的电流脉冲探测作者简介：王磊(1987)，男，山东临沂人，硕士研究生，研究[J]．公路与汽运，2o11，(2)：1—3．研究方向为混合动力汽车动力蓄电池管理。E3]姜久春，文锋，温家鹏，等．纯电动汽车用锂离子电池·R‘《机械与电子}2012(6)于FPGA的三次B样条曲线插裣算法复杂计算需要消耗

8、大量的逻辑资源，所以采用粗插ffo(03一R。补和精插补结合的方法，数控系统完成粗插补，FP—】。(O)一R2(5)GA根据粗插补点拟合三次B样条曲线，计算每个lfo(T)=R。+R+尺z+Rs精插补周期的进给量。lo(T)一3Ro+2Rl+R21三次B样条插补算法分析—331—3R。一fo(0)33通常，三次B样条曲线的方程如下：R2一0(0)1OOO1O厂(￡)=：=R0t。+R1t+R2t+R3(1)一R1一一O1t为无纲量参数，t∈Eo，1]；在单轴的情况下R(i一0，1，2，3)为一个