运动控制技术更多被整合于自动化控制平台——访中达电通股份有限公司伺服与数控产品开发处经理李文建

运动控制技术追求的目标始终是高速、高精度。中国的运动控制技术已从早期的以单片机或微处理器或以专用芯片作为核心处理器,发展到了基于总线的以DSP和FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器为上位控制系统。充分利用DSP的计算能力,进行复杂的运动规划、高速实时多轴插补、误差补偿和更复杂的运动学、动力学计算,从而使得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳,而系统结构的更加开放,使客制化的应用需求变得更加方便。     

基于DSP和FPGA的运动控制器设计

根据全自动校直机多轴运动控制的要求,设计了一种基于DSP和FPGA技术的校直机专用多轴运动控制器。该控制器主要以数字信号处理器(DSP)为核心,通过FPGA进行功能扩展,实现了对多个交流伺服电机或电液伺服阀的全闭环控制。控制器集成了编码器信号采集、PLC接口、16位高速AD采集和计算机通讯接口,集成度高、运算速度快。     

嵌入式四轴运动控制器的设计

采用ARM微处理器S304480X和专用运动控制芯片MCX314As,设计了基于PC104总线的嵌入式四轴运动控制器.详细介绍了运动控制器的硬件结构与主要功能,并基于实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ,建立了四轴运动控制器的软件平台,设计了运动控制的函数库,编制了应用软件.该嵌入式四轴运动控制器可以满足运动控制系统的高速高精度的要求.     

嵌入式四轴运动控制器的设计

采用ARM微处理器S3044BOX和专用运动控制芯片MCX314As,设计了基于PCI04总线的嵌入式四轴运动控制器。详细介绍了运动控制器的硬件结构与主要功能,并基于实时多任务操作系统μC／OS—II,建立了四轴运动控制器的软件平台,设计了运动控制的函数库,编制了应用软件。该嵌入式四轴运动控制器可以满足运动控制系统的高速高精度的要求。     

基于ARM9+MCX314As的多轴嵌入式运动控制器设计

阐述了基于ARM9微处理器S3C2410和专用运动控制芯片MCX314As的多轴嵌入式运动控制器设计方案.详细介绍了运动控制器的硬件结构与主要功能,阐述了两片MCX314As实现多轴联动的方案,基于实时Linux系统建立了运动控制器的软件平台,设计了运动控制的函数库.该运动控制器具有体积小、功耗低、成本低和精度高的优点.     

运动控制器的现状与发展

运动控制技术是推动新的技术革命和新的产业革命的关键技术.运动控制技术能够快速发展有两大主因:其一是得益于计算机、高速数字处理器(DSP)、自动控制、网络技术的发展;其二是有庞大的市场需求.基于网络的开放式结构和嵌入式结构的通用运动控制器逐步成为自动化控制领域里的主导产品之一.作为现代化设备的核心控制部件,开放性、可靠性是衡量其是否能够在工业界立足的关键.高速、高精度始终是运动控制技术追求的目标.充分利用DSP的计算能力,进行复杂的运动规划、高速实时多轴插补、误差补偿和更复杂的运动学、动力学计算,使得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳;充分利用网络技术、FPGA技术等,使系统的结构更加合理和开放,通过网络连接方式减少系统的联线,提高系统的实用性和可靠性.运动控制器产品今后的发展基本上沿着上述两个方向走,但是专业化、个性化的运动控制器将是一个新的发展方向.     

基于DSP的高速运动控制器的设计

根据开放式运动控制的要求,以数字信号处理器(DSP)为核心,使用大规模现场可编程芯片进行逻辑和位置反馈控制;应用面向对象技术开发控制系统软件,设计了多轴运动控制器。与传统运动控制器相比,它不仅克服了系统结构固定的缺陷,而且缩短了开发周期,提高了系统的集成度和执行速度。     

柔性加工设备中XY轴快速定位系统的应用研究

提出一种以ARM微控制器S3C44B0X为核心控制器,配合专用DSP运动控制芯片MCX314AS,及复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM3064相结合的高速插补定位运动控制器方案.同时阐述了该运动控制器在高速数控板材柔性加工设备中的应用.该控制系统具有高速度、高精度、高可靠性等特点;在运动控制,数控机床等需要高精度、高速度的控制领域有着很高的使用价值.     

基于运动控制器的开放式运动控制系统研究与应用

介绍了在运动控制中应用比较广泛的运动控制器的特点及其应用,并以基于固高GT200-SV控制器开发的一个两轴同步运动控制系统为例,进一步对以运动控制器为核心的开放式运动控制系统进行研究和分析.     

基于DSP和IRMCK201的两轴伺服系统的设计

主要介绍了一种两轴伺服控制的工作原理、实现方法,以及硬件和软件的设计.该系统采用数字信号处理器(DSP)和伺服专用芯片(IRMCK201)驱动两个交流永磁同步电机运动,实现了直线和圆弧运动.工作稳定可靠,可以应用于机械手臂或机器人的运动控制.整个控制器简单灵活,达到设计要求.     

DSP运动控制器与PCI总线的接口设计

由于DSP具有高速实时处理能力和丰富的外设功能,目前,以DSP为核心处理器的运动控制器已经成为开放式运动控制器的发展主流,并得到广泛的应用。本文介绍了以DSP为核心处理器的开放式运动控制系统结构,并重点设计使用接口芯片PCI9030完成DSPTMS320LF2407和PCI总线的接口电路,实现了以DSP为核心处理器的运动控制器与上位机进行实时高速数据传输。     

一种基于DSP的伺服控制器的设计与应用

介绍了一种由专用电机控制芯片DSP MotionChip作为核心的伺服控制器，该伺服控制器可以方便的用于各种运动控制系统中。文章详细地介绍了该伺服控制器的硬件组成原理、软件结构方案，以及由多个这种伺服控制器组成的多轴运动控制的方法。     

嵌入式ARM在基于以太网的AUV控制系统中的应用

提出了一种基于星型以太网拓扑的水下自主航行器（AUV）分布式控制系统体系结构,并开发了以嵌入式ARM处理器为核心的运动控制单元。首先介绍了系统总体结构及各节点单元的功能,然后介绍了以ARM7处理器LPC2292为核心的运动控制单元硬件设计。选用以太网控制器CS8900A作为该单元网络通讯硬件,设计了其与ARM的接口电路。编写了硬件驱动以及网络通讯相关软件。实验证明在该处理器平台上成功实现了网络通讯及嵌入式WEB服务器的构建,因其良好的交互性,方便了前期的调试和日后的维护。     

基于运动控制技术的数控系统

以PMAC运动控制器为例，论述了基于运动控制技术的PC 运动控制器的数控系统的构成方法及特点，给出了数控外圆磨床数控系统硬件和软件的结构框图。提出了运动控制技术在应用发展中的有关问题。     

基于CAN总线的多轴同步运动控制系统

针对工业上现代机电设备广泛采用的主从式同步运动控制器不能解决任意轴负载变化对同步性能的干扰等问题。在CAN总线基础上,采用虚轴法的同步控制策略,设计了一个网络化、开放式的多轴同步运动控制系统。使用专用运动控制芯片LM628作为电机的运动控制器,简化了系统的软硬件设计。实验结果证明该方法可解决多电机在运动中出现负载扰动时如何保持同步的问题。     

基于单片机的脉冲式运动控制器的开发与研究

运动控制器作为机电一体化的核心,在工业生产中得到了广泛的应用,在科技进步的同时,市场需求决定了高性能、低成本的运动控制器将具有广阔的发展前景。在分析数控系统组成的基础上,以具有DSP功能的16位单片机SPCE061A作为核心处理器,以松下数字式交流伺服电机及配套驱动器为控制对象,设计了一款经济实用的脉冲式多轴运动控制器。结合单片机外围定时计数器,通过脉冲方式对电机进行控制,可同时对四轴伺服电机或步进电机进行控制。试验结果表明该系统电路设计合理、结构简单、运行稳定可靠、性价比高,可用于数控机床、机器人、自动导航小车等领域。     

激光微加工系统中控制器的设计

在自行研制的激光微加工系统中,激光光源固定,待加工工件置于X-Y移动平台上,驱动平台运动带动工件运动,利用光束与工件的相对运动加工出各种图形.X-Y移动平台运动控制的核心是控制器.控制器通过串行通讯接口与PC机串行通讯,接收PC机下载的加工轨迹文件和运动控制命令,以步进电动机作为执行机构、以光栅尺作为反馈部件构成闭环控制系统.以光栅尺测量为标准,系统的位置控制误差小于2μm.     

基于DSP和FPGA的运动控制器

为了满足开放式运动控制器的设计要求,给出了一种基于数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）的四轴通用运动控制器设计方案,详细论述了该四轴通用运动控制器的体系结构特点、硬件电路设计、FPGA模块分析和软件模块组成;系统结合PC／104模块化设计思想,基于TMS320F2812DSP外部总线的设计,采用高性价比FPGA芯片EP2C5实现了运动控制专用外设模块,使系统具有结构简单、低成本、开放性、模块化特点,而且总线上各模块可独立设计,亦降低了系统实现难度。实际应用结果表明,该控制器具有良好的性能。     

异构多核运动控制器的设计

针对传统运动控制器稳定性差、控制效率低、软件构架不完善等特点,结合异构多核技术的优势,提出并开发一种异构多核处理器运动控制器。文章详细阐明该系统硬件设计和软件设计,硬件设计主要说明以异构多核处理器OMAPL138为核心,FPGA为扩展的系统构架;软件设计借助于不同指令集操作系统,利用Sys Link完成多系统平台通信。结合运动控制器的特性,提出异构多核任务调度策略。分析异构多核通信Sys Link的Notify和List MP组件特点,将任务调度策略各条规则,封装到List MP表头,通过查表法实现任务调度策略。通过实验表明,该运动控制器具有较好的实时性和稳定性。     

微型足球机器人的运动控制系统设计

介绍了微型机器人足球赛中足球机器人的结构和控制方法,主要研究了小车的基于DSP的运动控制系统。综合考虑足球机器人底层运动控制系统的性能要求,采用TI公司的电机数字控制专用数字信号处理器（DSP）TMS320F2812芯片作为主控芯片,大大提高了控制系统的各项性能指标。基于该方案而设计的微型足球机器人小车运动控制器在实验室足球机器人比赛中已采用,运行取得了良好的效果。