基于DSP和FPGA的运动控制技术的研究.pdf

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1、Academic学术了控制方案的设计，得到以下结论：[1]DougalR．A．，LiuShengyi，TransactionsonPowerE1ectroniCS，3．1单极点单零点补偿网络能有效地WhiteR．E．．P0WerandLife2005，20(1)：236—243．实现恒流的控制目标，得到较好的控制ExtensionofBattery—Ultracapacitor[3]唐西胜．超级电容器储能应用于效果。HYbridS[J]．IEEETransacti0ns分布式发电系统的能量管理及稳定性研3．2超级电容器一蓄电池并联系统能onC0mP0nentSandPackaging究

2、[D]．中国科学院研究生院(电工研究够解决在负载脉动情况下，蓄电池由于Techn0logies，2002，25(1)：120—131．所)，2006．过放而导致的寿命缩短问题，有效提高[2]LiJunGao，Douga1R．A．，作者简介：了混合储能系统的实用性。LiUShengyi．PowerEnhancementof胡鑫威(1990～)，男，助理工程师。anActiVelyControi1edBattery／参考文献：UltracapacitorHybrid[J]．IEEE基于DSP和FPGA的运动控制技术的研究施加腾(061100河北省沧州市黄骅市北京交通大学海滨学院河北沧州)摘

3、要：开放式数控系统具有可互换性、可移植性、可扩展性、互操作性等特点，更能够满足当前制造企业的加工需求，并为技术和产品之间的集成提供了可能。本文主要对DSP和FPGA两种芯片进行介绍和分析，在此基础上设计运动控制器，以期更好地应用运动控制技术，关键词运动控制技术是一门涵盖多学科的对4轴电机的位置、速度、插补和PID发生器等模块电路。当FPGA将数据信息综合性的交叉技术，在生产加工中应用调节进行控制；其三，完成运动控制的传送给DSP时，电平跳变使DPS外部中断，十分广泛，能够完成各种复杂的加工任同时还能够对与运动有关的I／O信号进DSP可通过总线接口读取FPGA传送的数务。随着制造工业生产

4、加工速度的日益行处理。据信息。提高，其对加工精度以及实时控制也提2．基于DSP和FPGA的运动控制器2．3软件设计出了越来越高度的要求。传统的基于单的设计软件设计的主要任务是完成对DSP片机的运动控制卡已经无法满足数控系2．1总体结构芯片的编程，这直接影响到运动控制器统的工作要求，基于PC的运动控制卡已在DSP和FPGA两种功能芯片的基础运行的精度、速度和稳定性。经上位机经得到普及，考虑到高性能、低成本等上，扩展多个Flash和SRAM，用以存储翻译G代码即可获取功能号代码，再通特性，基于DSP和FPG~的运动控制器设程序和数据，以此来提高DSP的访问速度，过总线发送给DSP，存储在F

5、PGA配备的计成为了研究重点，这也是运动控制技并为FPGA配备EPROM，用以存储下载程EPROM中，此时DSP会同时运行粗插补和术发展的一大趋势。序，连接DPS局部总线与PIC接口芯片，细插补程序，DSP在将计算的脉冲数和插1．运动控制技术及基于DSP和FPGA实现二者的数据交换。本次设计采用的补周期数发送给FPGA，并计算和显示当的控制方案DSP和FPGA芯片均为低能耗、低电压器前加工刀具的坐标位置，再由上位机完按照机械运动轨迹来划分，运动控件，为提供运动系统的抗干扰性能，将成对主轴电机转速的设定。该软件程序制系统可分为点位、直线和轮廓控制；输入信号通过光耦进行隔离，对输出信采用的

6、是模块化结构设计，分为主循环按照执行部件类型划分，可分为开环、号进行远距离传输。对板卡地址空间进程序和各种中断程序，前者包括预补处半闭环及闭环伺服系统。无论基于哪一行分配，为实现实时信号高速处理的使理模块、通信处理模块，程序开始运行时，种分类，都遵循连续运动轨迹插补原理，用要求，将DPS分为定点和浮点两类，首先要完成与DSP相关的初始化，然后所谓插补，就是对数据密化进行实时控选用TMS320VC33型号的DPS和XC2S300E再进入主循环程序，主循环插补部分流制的过程，它与坐标轴位置伺服控制共型号的FPGA。程为：主循环开始一判断一插补预处理同构成了运动控制系统的两个重要组成2．2硬

7、件设计一再判断一插补计算一主循环结束，本部分，作为轨道控制中最重要的计算任硬件设计主要包括DPS外设接口模次设计DSP主循环的时间为0．2ms，插补务，插补运算必须要保证精度和实时性，块设计和FPGA模块电路设计两部分内容，中断周期为0．5ms；插补中断处理子程序目前比较常用的插补运算法是脉冲冲量DPS芯片内部的存储器设置为两级高速为：FPGA对DPS发生外部中断一判断一插补和数据采样插补J。运动控制器就缓存结构，使之能够适应快速复杂的运反馈脉