嵌入式数控系统关键技术研究与实现

采用嵌入式计算机技术构建数控系统是实现开放式数控的重要方式。本文分析研究了嵌入式数控系统中操作系统实时性实现和数控功能划分2个关键性技术。选择RT—Linux作为嵌入式操作系统，在此平台上根据操作系统特点和数控任务实时性和多任务要求，划分了数控任务模块，并对模块的优先级和相互间数据交换进行了设计。     

基于FPGA的刚体调姿系统逻辑控制器开发

为解决大部件刚体调姿系统中各数控设备驱动电路的可靠性、各辅助工装设备的稳定性、系统的容差保护与报错等问题,设计并开发了基于现场可编程门阵列(FPGA)的逻辑控制器.重点从处理器模块、I/0模块、电源模块等方面对逻辑控制器进行了硬件结构设计,同时给出了基于硬件描述语言(VHDL)的软件实现方法.应用实践结果表明,该逻辑控...     

数控系统软件模块实时调度方法

给出只需在最终运动控制中精确定时,在软件中实行以资源(数据)为约束的模块调度方式,并使得软件计算处理得到的数据能够实时地满足运动控制的需求.基于此思想,首先给出软件数控的结构模型,描述系统的运行框架、模块组成、功能划分,并且制定系统运行状态和实时模块的初始配置逻辑.然后基于对微机及Windows系统的实时调度性能分析,给出以任务服务为调度中心,运动控制卡通信信号定时触发的软件实时调度框架,结合数据资源约束建立任务服务模型,并给出实时模块运行的调度算法.最后根据该框架开发基于PC的软件数控试验系统,并且对插补、仿真和数控系统的实时性进行分析,证明该方法的适用性.     

嵌入式网络数控技术与系统

指出基于通用PC的数控技术存在系统资源与需求不匹配、操作系统不适应于实时控制、系统的核心硬软件不具有自主知识产权等问题,认为嵌入式技术是网络数控技术与系统未来发展的方向之一.提出一种基于嵌入式技术的网络数控系统硬件和软件体系,开发与仿真环境.硬件结构由显示及输入装置、嵌入式数控单元、嵌入式可编程序逻辑控制器、嵌入式伺服控制模块、高速现场总线和以太网共同组成,软件体系结构由控制与运算软件、组态软件模块、嵌入式操作系统、辅助设计系统和控制仿真系统组成,能够实现基于通用PC数控系统的所有功能.规划了嵌入式网络数控软件自动生成与辅助开发过程,以及嵌入式可编程序逻辑控制器辅助开发与软件生成过程.提出嵌入式新型网络数控系统中央数控单元硬件实现方案,搭建起中央数控单元先进精简指令集处理器和数字信号处理器的软件架构.基于嵌入式技术的网络数控系统的最大特点是中央数字控制单元不再是一个通用的计算机系统,而是一个嵌入式计算机系统,不但运算能力强、结构灵活和成本低廉,而且具有通用性强、可组合、易扩展、可伸缩和开放性等特点.     

多线程技术在火控雷达模拟训练系统中的应用

针对雷达模拟训练系统中监控评估软件存在CPU资源浪费,响应时间长,软件运行易出现死循环的问题,提出了运用LabWindows/CVI开发监控评估软件的思路.该软件采用多线程处理问题的思想,主线程响应用户界面,而使用辅助线程来运行数据采集程序和数据的输入输出,这一方法可以提高程序运行速度.     

DCS逻辑组态时序问题分析

方家山核电工程中,采用了DCS全数字化控制。DCS控制系统的应用中必然会碰到时序问题。方家山核电工程一、二层供应商为不同厂家,故其对应的时序机制也有很大的区别。通过分析DCS逻辑组态中的扫描周期和时序,详细介绍了模块执行顺序的问题。以方家山核电工程调试期间出现的时序问题为例,对由模块时序问题引起的故障,提出了相应的改进措施,对后续机组的调试具有一定的借鉴意义。     

分布式控制系统的软件同构化设计

结合工程实际从系统结构、数据结构、信息接口,软件运行控制与调度逻辑,处理时序等方面介绍了一个分布式控制系统的软件同构化设计方法。     

构建PMAC数控系统的关键技术和实现方法

分析了在使用PMAC开发数控系统软件时的行程序设计的方法和对策.利用集中输入输出思想、梯形图编程方法和布尔逻辑运算,简化了复杂逻辑PLC程序的设计,提高了程序逻辑的清晰度和可靠性.采用自动插入同步变量的方法,成功地解决了数控加工过程中数控代码的实时跟踪问题.     

基于CPLD的面阵CCD驱动电路的设计

针对面阵型CCD器件TC341驱动时序的要求,提出了一种基于可编辑逻辑器件(CPLD)实现的CCD驱动电路的设计方案.分别设计了供电电压模块、偏置电压产生模块、驱动器模块以及时序产生模块.用Quartus II 9.1软件对时序驱动设计进行了仿真,并给出了仿真结果.结果表明,所设计的驱动时序电路完全满足面阵CCD TC341驱动时序的要求.     

基于PMAC的微细铣床数控系统软件开发

以基于PMAC运动控制的三轴微细铣床为对象,在Windows平台上采用C#编程语言进行数控系统软件的开发。首先对数控系统硬件配置作简要介绍,然后针对微细铣床加工特点进行数控软件的总体功能模块设计,重点实现了加工程序运行实时显示、三维实时刀轨显示、旋转缓冲区等特色功能模块的设计开发。数控系统软件运行平稳可靠,功能完善,人机界面良好。     

基于模型集成计算(MIC)的嵌入式数控系统模型抽象及实现

针对当前嵌入式数控系统开发存在的问题,本文提出一种基于模型集成计算(MIC)的嵌入式数控系统开发方法。该方法首先构建面向数控领域的元模型,即数控领域的建模语言,把数控领域核心概念和逻辑结构进行模型抽象,然后运用模型解释和代码生成技术,直接从模型自动生成目标运行环境的数控系统源代码。该方法可以大大提高数控系统开发效率和缩短研发周期,并为数控系统从模型层次进行验证提供了保证。     

基于CPCI模块的无人航天器软件重构技术

针对传统无人航天器软件重构技术耗时过长和重构性能较差的问题,提出基于 CPCI 模块的无人航天器软件重构技术.调用 CPCI 模块内总线的所有接口控制模块动态加载的顺序,实现 CPCI 模块的动态加载;利用 VI 程序配置和 FPGAVI 子程序配置,完成无人航天器上位机的标定开发,通过 FPGA 配置时序执行点火、喷火、驱动和熄火等重要指令.集成多个 AD 采集板,完成软件烧写程序,启动 CPCI 模块内的各个接口,完成模块动态配置,实现软件重构.实验结果表明,基于 CPCI 模块动态加载的无人航天器软件重构技术的重构耗时短,运行有效功率较高,电机转速稳定.     

基于嵌入式平台的数控系统设计研究

开放式数控系统是当今数控技术研究的热点,全软件数控系统是一种新型的开放式数控系统.针对基于PC平台的全软件数控系统在可靠性、实时性方面的不足之处,本文提出了基于嵌入式平台上的全软件数控系统设计方案,使数控结构大大简化,从而有效解决了数控系统可靠性、实时性问题.     

基于嵌入式系统Windows CE的应用程序开发

对嵌入式数控系统Windows CE6.0进行了分析,基于嵌入式硬件系统,以及在Windows CE6.0操作系统的基础上,实现了系统的软硬件搭建并阐述了Windows CE中断机制,通过MCT2008进行了运动控制器的系统配置,基于VS2008的软件开发环境,其中采用C++语言进行开发,研究了控制系统软件中运动模式模块中的点位模式、Jog模式以及PT模式,为Windows CE6.0软件在数控工程中的应用打下坚实基础。     

一种数控仿真软件主体框架及主要模块的设计思路

本文介绍了一种二维数控车仿真软件的主体框架,阐述了该软件主要实现模块和运行流程以及软件主要模块的设计思路。     

基于Bootstrap与SVM集成的可靠性评估方法

针对传统的可靠性评估方法应用于数控装备时遇到的非线性与准确度低等问题,提出一种适用于小子样情况的数控装备可靠性评估新方法.综合采用Bootstrap和支持向量机等方法建立了小子样条件下的可靠性评估模型,给出了可靠性评估全过程的统一建模语言序列图,并进行了实例仿真分析.结果表明,该方法能够较好地解决小子样条件下可靠性评估遇到的非线性和评估准确度低等问题,并能够给出可靠性评估结果的可信性度量.     

基于多软件联合仿真的真空吸盘抓取装置控制系统设计

设计一种基于多软件联合仿真的真空吸盘抓取装置气动控制系统。气动控制抓取装置主要由支架、气压缸、真空吸盘等构成,利用气压传动控制采用大气为工作介质,易于实现过载保护。该气动控制抓取装置针对具有平面结构的搬运物料,可应用于对搬运环境清洁程度要求较高的自动生产线或物料搬运小车的抓取机构。所设计的气动控制系统可实现抓取装置不同工况的运动速度要求,通过控制气压调速回路调节气压缸的输出速度,保证各气压缸元件工作过程的稳定性。通过FluidSIM-P软件接口模块保证各气压缸元件输出正确的动作顺序和运动速度,三菱PLC编程软件GX Works2进行PLC控制逻辑编程,通过MX OPC SERVER建立PLC控制程序和接口模块之间的数据交换,将PLC实物控制气动元件的工作过程转化为利用Fluid SIM-P软件时序图实时仿真运行的速度监控过程,验证气压控制系统的运行效果,并根据实际工作需要及时调整控制气压调速回路的元件参数。通过多软件联合仿真,缩短了具有气动控制系统的机电产品开发周期。     

基于ARM+FPGA的嵌入式数控装置设计

提出了一种基于ARM和FPGA的嵌入式数控装置设计。重点介绍了ARM与FPGA间接口设计,基于FPGA的步进电动机控制器设计。该数控装置将ARM运行速度快、计算精度高和FPGA内部逻辑的在线可重构性等特点结合起来,降低了数控装置硬件成本,提高了资源利用率和实时性,增强了数控装置的灵活性。     

基于LPC2478的配电网电参数采集系统

设计一种新的电参数采集系统,以ARM7微处理器LPC2478为核心,采用高精度16位芯片AD7656来实现。软件上通过移植嵌入式实时操作系统μc/OS-II来管理不同的任务模块,提高了系统的实时性及可靠性。本系统有良好的实用性,可用于诸多需要实时高精度监测电力系统运行状态和继电保护等领域。     

Pro/E与VERICUT软件接口程序的配置与应用研究

使用Pro/E软件的NC模块进行数控加工的自动编程,可提高数控编程的效率和质量;运用VERICUT软件进行NC程序的数控加工仿真,可提高数控编程的可靠性和准确性。通过在Pro/E软件与VERICUT软件之间配置接口程序,可实现数据传递、简化刀具验证、优化NC程序的流程,从而实现无缝连接,避免二次输入设计零件、毛坯和夹具、刀具等信息,减少了信息传递时的错误率。该接口程序可使设计人员在Pro/NC模块环境中直接启动VERICUT软件,确保高度的集成和协同,可显著提高生产效率。