基于混杂系统的多通道运动控制功能研究.pdf

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1、·控制与检测·组合机床与自动化加工技术文章编号：1OOl一2265(2010)06—0032—05基于混杂系统的多通道运动控制功能研究韩旭，黄艳一，于东(1．中国科学院研究生院，北京100039；2．中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心，沈阳110171)摘要：针对数控系统是集连续动态系统和连续事件为一体的复杂混杂系统这一特性，深入研究了混杂系统建模与控制理论的基础上，提出了基于混杂系统层次结构模型的支持多通道运动控制功能的系统结构，采用基于令牌的有限状态机(FSM)方法对通道之间的资源进行分配和管理，并在具

2、有层次化的建模思想的PtolemylI基础上搭建运动控制功能的建模与仿真平台。将数控系统按照不同的计算模型(tom．putationmode1)和不同的抽象层次(AbstractHierarchy)划分为多个具有单一计算模型的子系统，并将这些子系统集成一个整体模型，进行仿真实现。关键词：混杂系统；多通道；有限状态机；PtolemylI；计算模型中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AResearehandImplementationofaMulti-channalMotionControJBasedonHybridSys

3、temsHANXu，HUANGYan一，YUDong(1．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China；2．NationalEngineeringRe—searchCenterforHigh—EndCNC，ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110171，China)Abstract：ThefeatureofCNCisahybirdsy

4、stemthatcombinesthecontinuousdynamicsystemsandcom-plexcontinuouseventtogether．Accordingtodeeplystudythehybridsystemmodelingandcontroltheory，itproposedacontrolsystemstructurewhichbasesonthehybridsystemhierarchymodelandsupportsmulti-channelcampaigns．UsingthemethodofF

5、SMtoallocateandmanageresourcebetweenthechannels，andital—SObuiltamodelingandsimulationplatformofmotioncontrolfunctionsonPtolemyI1withahierarchicalmod-elingidea．Inthelightofdifferencesbetweencomputationmodelandabstracthierarchy，itindividsCNCsys-ternintoanumberofsubsy

6、stemswithasinglecomputationalmode1．Finally，itwillintegratethesesubsystemsasawholemodelandsimulatereality．Keywords：hybridsystems；multi-channal；finitestatemachine；ptomelyII；computationmodel出连续和离散共存的混杂特性。因此，我们从混杂系O引言统理论的角度对高档数控系统的多通道控制技术的功数控装置是数控机床的控制核心，特别是对于国能需求及结构进行

7、分析和理解，将混杂系统理论这种防工业急需的高档数控机床，能满足其高速、精密、智方法用于多通道多轴联动高档数控系统中。能、复合、多轴联动的控制要求的高档数控装置是决定1混杂系统理论的研究其性能关键部件。但是随着研究的深入和物理系统复杂性的增加，遇到了这样的一个问题，即一个系统中即混杂系统(hybridsystems)是连续变量和离散事件含有连续状态又含有离散状态。我们把这类既包含连同时存在并且相互影响和相互作用的一类动态系统。续状态变量又包含离散状态变量的系统称作混杂系提出这一问题的首篇文献出现在1966年(Witsenhau

8、s．统。与单纯的连续变量动态系统和离散事件动态系en)，在1986年混杂系统(HybridSystem)”一词⋯才在统相比，支持多通道控制的高档数控系统更多地表现美国SantaClara大学召开的高级控制会议被提出，成收稿日期：2009—12—28基金项目：国家科技支撑计划课题(2007B