嵌入式CNC系统可重构伺服控制算法研究.pdf

《嵌入式CNC系统可重构伺服控制算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014正仪表技术与传感器2014第6期InstrumentTechniqueandSensorNo．6嵌入式CNC系统可重构伺服控制算法研究董海涛，潘海鸿，李兆军，陈琳(广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西大学机械工程学院，广西南宁530004)摘要：基于已开发的ARM+DSP+FPGA架构的嵌入式控制器，开展了可重构伺服控制算法的研究，提出了一种包括速度和加速度前馈、PID反馈、摩擦补偿、螺距误差补偿、反向间隙补偿、积分钳位、陷波滤波、输出限制等功能在内的可重构伺服控制算法模型。并以数字PID控制器和陷波滤波器为重点从软件实现的角度分析并介绍了可重构伺服控制算法

2、的实现方法。最后，通过相关实验对算法进行了验证。关键词：数控系统；可重构；嵌入式体系结构；伺服控制算法中图分类号：TP273．5文献标识码：A文章编号：1002～1841(2014)06—0l13—03ReconfigurableServocontrolAlgorithmStudyofEmbeddedCNCSystemDONGHal—tao，PANHai-hong，LIZhao-jun，CHENLin(GuangxiKeyLaboratoryofManufacturingSystem&AdvancedManufacturingTechnology，SchoolofMech

3、anicalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004，China)Abstract：Inthispaper．thereconfigurableservocontrolalgorithmwasresearchedbasedonthedevelopedARM+DSP+FPGAembeddedarchitecturecontroller，andareconfigurableservocontrolalgorithmmodelwasproposed．Thisalgorithmincludedthefunctionsofvelocity

4、andaccelerationfeed—forward，PIDfoedback，frictioncompensation，pitcherrorcompensation，backlashcompensation，integralclamping，notchfilterandlimittheoutput．Meanwhile，fromtheperspectiveofthesoftwareimplementation，theproposedalgorithmWasanalyzedandintroducedbyfocusingontheimplementationofdigital

5、PIDcontrollerandnotchfilters．Finally，thealgorithmWasverifiedbyrelevantexperiments．Keywords：CNC；reconfigurable；embeddedarchitecture；selwocontrolalgorithm0引言由于商品化CNC控制器存在局限性，开发了ARM+DSP+可重构技术是指利用可重用的软硬件资源，根据不同的应FPGA的嵌入式可重构CNC系统平台，基于该平台，文中研用需求，灵活地改变自身体系结构的设计方法，可重构数控的究了伺服控制算法的可重构性。技术本质是柔性化J。目前

6、，可重构CNC系统的研究已经取1可重构伺服控制算法模型得了很多研究成果。在文献[4]中，学者们利用嵌人式技术设目前市场上的伺服系统可分为模拟伺服系统和数字伺服计了2种NC系统：一种是基于嵌入式结构的具有一般NC功系统。而数字伺服系统进一步又可分为全数字伺服系统和带能的基本系统，另一种是具有NC核心服务模块的网络NC系脉冲接口的数字伺服系统。另外，一般的伺服驱动器有3种工统，此系统允许某些NC资源的共享和充分使用。文献[5]提作模式：位置模式、速度模式和转矩(电流)模式，根据控制目标出了一个软硬件可重构的数控系统平台方案并研究了系统硬不同，伺服的工作模式也不同。CNC端伺服

7、控制算法除与控制件、软件和模块重构的关系和协同设计问题。文献[6]提出了对象和控制要求有关外，还与伺服驱动器的工作模式有关，伺包含有图形用户接口、非实时层、实时层和驱动层的基于服的工作模式不同，CNC部分的伺服控制算法会有一些差别。Linux／RTLinux的CNC系统。另外，市场上也出现了商用CNC通过对伺服驱动器的不同工作模式下的控制方式进行分控制器的产品，其中美国嵌入式结构的PMAC(DhaTau)多轴析发现，尽管控制算法上会有些差异，但是控制算法的基本结运动控制器就是一个优良的通用伺服控制器，适应能力非常构是相似的，即