基于RT-Linux的开放式数控系统的开发研究

操作系统的选择直接关系到开放式数控系统的开发难度和能否可靠地实现实时控制。文中在分析RT—Linux的特点和实时性基础上，选择RT—Linux和PC104总线计算机作为数控系统的软硬件开发平台，并从满足数控系统实时性要求的条件出发，提出了一种开放式数控系统的软硬件结构和基于共享内存方法的模块间实时通信机制。     

基于PC数控系统的开发

本文介绍基于PC数控系统的技术开发和实现方法、基于PC数控系统与数控系统相比是一种开放、模块化的数控多轴联动系统。可实现多轴闭环控制。它充分利用了PC机的丰富资源和快速的响应速度,使数控系统功能更强大,性能更完善。     

基于PC及TwinCAT3 PLC的开放式数控系统设计与实现

针对数控系统高精度,实时性,智能化要求高的特点。设计并实现基于PC及TwinCAT3 PLC的EtherCAT实时以太网开放式数控系统。数控系统在基于PC的上位机中通过MFC设计人机交互界面,实现非实时性功能模块开发。在基于TwinCAT3 PLC的下位机中,利用ST编程语言实现实时性功能模块开发。上位机与下位机之间通过ADS通讯实现数据交换,下位机与伺服控制系统之间通过EtherCAT实时以太网总线通讯。该数控系统避免了EtherCAT主站和从站通讯系统的设计与开发,系统稳定性及可靠性较高;在TwinCAT3 PLC中自主开发实时位置控制算法及速度优化算法,避免了使用TwinCAT3 NC、CNC标准模块带来的附加成本,系统具有较高开放性。数控系统在PLC中利用COE(CANopen over EtherCAT)协议中的CSP(周期同步位置模式)控制模式实现了两轴直线及圆弧实时位置控制,系统通讯周期达到1ms,各从站伺服驱动器时间同步误差小于1us,满足数控系统实时控制的要求。     

Linux下基于Xenomai的数控系统硬件功能测试系统开发

数控系统硬件装置在生产后需要检查其各个端口和功能是否正常,为此,采用嵌入式Linux操作系统与Xenomai实时补丁构建实时操作系统,采用RTDM编写检测系统的设备驱动,实现了对ARM平台下数控系统硬件装置功能进行全面快速检测的测试系统。     

基于RTAI的数控系统设计

分析了RTAI技术的体系结构和基本原理.设计了一个基于PC的数控系统,制证了数控系统的软件流程,分析了系统的主程序、实时任务、非实时任务三部分各自的目的与它们之间的联系,给出了数控系统各子模块的方案.     

基于DSP技术的数控系统设计研究

研究了一种基于DSP技术机床数控系统，PC机完成数控系统的非实时任务，DSP运动控制卡完成电机能置和速度的实时控制，实现四轴高精度的运动控制。     

基于嵌入式Linux的实时数控系统

基于PC的开放式数控系统已经成为数控发展的主流,但PC机应用于工业控制领域存在不稳定、高成本、大体积等缺点.基于这样的现状,研究了基于PC/104工业主板和MCX314控制芯片的数控系统的硬件平台构建,设计了基于实时嵌入式Linux的软件平台的体系结构,研究了嵌入式数控系统软件功能模块的划分方案、任务调度机制及主功能模块的实现策略,并在实现按轨迹返回功能的同时,提出了加工程序存储区和返回程序存储区之间控制权交换的概念.实践证明,将实时嵌入式Linux应用于开放式数控系统,可以满足数控机床的加工要求.     

网络化数控系统的研究和开发

在分析网络制造对数控系统要求的基础上，进行了网络化数控系统的功能设计，构建了网络化数控系统的体系结构，以IPC和高速运动控制器为平台开发了网络化数控原型系统，该系统具有运行状态实时采集功能、网络实时通信功能以及基于虚拟控制面板的远程监控功能。经实际试验验证测试，该原型系统满足网络化数控实时通信和监控要求，具有较高的实际应用价值。     

基于PC的开放式数控系统研究

传统的计算机数控(CNC)系统大多采取封闭式设计,产品的彼此不兼容使得数控系统难以进行结构的改变和功能的扩展。开放式数控系统解决了这一问题,已经成为当前CNC技术发展的必然趋势。本文介绍了开放式数控系统的产生和发展,对基于PC的开放式数控系统结构进行了概述。探讨了以PC机和运动控制卡为基础构建开放式数控系统硬件平台的方法,并讨论了基于W indows 2000的数控系统软件结构。     

基于ARM的嵌入式数控系统开发研究

为了解决基于PC的开放式数控系统的不稳定、高成本、大体积等缺点.研究了基于删及PMAC运动控制卡的数控系统的硬件平台构建,设计了基于ARM-Linux操作系统的主控软件结构,研究了嵌入式数控系统软硬件功能模块的划分方案、给出了NC代码编译及PMAC在Linux下驱动实现方案.实践证明.将实时嵌入式Linux应用于开放式数控系统,可以满足数控机床的加工要求.     

基于CAN的射线检测站控制系统

对射线检测系统的控制部分进行了研究,提出了基于ＣＡＮ的分布式控制方式,介绍了信息帧格式和数据链路控制规程,完成了ＣＡＮ接口和有关通信软件,设计了相应的下位机控制方式,同对检测过程的实时监控,同时讨论了其进一步的前景。实际应有表现,以上方法具有通信速度高、可靠性好、灵活方便等优点,非常适合于射线检测站的控制,同时也可应用于其它相关场合。     

基于Windows/RTX烟支实时测控系统研究

为满足烟草企业提高烟支品质和设备信息化的要求,研发了一种烟支实时测控系统。该系统以标准PC和商用I／O硬件为硬件平台,采用RTX对Windows进行实时扩展。将烟支重量控制与紧头跟踪系统、在线质量检测系统和OPC服务器,以可配置功能模块方式集成在该系统中,系统功能可以裁减和扩展。该系统已成功应用在国内某烟机厂和部分烟草企业,证明该系统可以满足企业对每支烟进行检测分析的实时要求。     

基于Windows95/NT的开放式数控系统实时性分析

基于开放式数控系统在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５／ＮＴ平台下的软件结构,对数控系统的实时性进行分析,探讨了帝时任务时钟周期的选取原则和对系统运行实时性的影响。     

FMS调度与控制的统一建模与集成设计

分析了FMS调度与控制统一建模与集成设计的必要性，从FMS运行过程的IDEF0功能建模入手，建立了基于模块化彩色赋时Petri网（CTPN）的FMS调度与控制的统一模型。该模型不仅可描述FMS的调度问题，而且能表达FMS的运行控制逻辑与仿真，从而为FMS控制系统的集成设计奠定了基础。为简化FMS控制系统的设计，提出了虚拟工作站的概念与方法，将FMS控制器的部分控制功能下放到低层的工作站控制层。基于上述CTPN统一模型，开发了FMS调度与控制的集成设计原理和方法。     

基于粒子群算法的新能源集热系统物联网控制模型研究

探讨新能源集热系统中物联网智能节点的控制达到热量的动态优化问题。使用粒子群的新能源烘房集热系统不但有效减少了能源消耗和二氧化碳排放,而且快速地解决了烘房控制系统中各个子系统之间的协调问题。算例结果验证了该模型能够实时地根据当时的自然资源条件规律,选择最优的物联网智能节点,以实现系统最优的控制节点模型和最好的经济效益运行。     

基于M/S体系架构的智能巡检系统

在石油石化行业,安全巡检是一个必不可少的重要环节。目前,我国石油石化安全巡检系统中存在着地域限制、响应时间慢、效率低等各种弊端,对系统的安全和稳定构成严重威胁。为解决上述弊端,提高系统的即时性和可靠性,引入一种基于移动设备／服务器（M／S）体系架构的智能巡检系统。它是一种新型的基于无线网络的软件构架,可实现实时数据传输,并大大提高了对巡检结果的响应能力,在石油石化、电力等领域具有很好的推广应用价值。     

嵌入式数控系统的研究

将嵌入式技术与数控技术相结合,提出了一种新的基于ARM与DSP的嵌入式四轴数控系统的设计。该设计采用ARM处理器为主CPU,DSP运动控制芯片为从CPU,并采用Linux操作系统,使系统更好的进行多任务处理,保证运动控制的实时性。该嵌入式数控系统具有软硬件可裁剪、结构精简优化、插补控制实时性强、系统工作可靠等优点。最后通过仿真验证了该嵌入式数控系统的可行性。     

电火花加工机床的一种神经网络快速进给控制装置

电火花加工过程是一个复杂的微观、瞬变过程,实施有效的实时控制是一个比较困难的问题。本文提出了一种用数字式神经网络高速调节器并增加并行的滞后补偿线路和脉间设定值信号切除线路,快速控制电极进给的控制装置,从而有效地实现了电火花加工过程的实时控制。     

钻头检定装置工况参数测试软件设计

本文建立了基于虚拟仪器技术的钻头实验控制和测试系统,保证了整套测试系统在测试过程中灵活方便、成本低、效率高,能够快捷、准确、实时采集钻头的运动及受力情况。提高了测试数据的可靠性和准确性。为钻头的新产品开发和科学化设计提供了可靠的试验和检验系统。最后通过试验验证,检验了整套钻头试验控制和测试的虚拟仪器系统,很好的解决了钻头试验中存在的问题,对进一步研制高性能钻头具有很强的现实意义。     

高频炉智能温度控制系统

ＧＰ１５－Ｂ型高频炉自动控温系统开发的目的是将高频炉旧有的手动控制系统改造成微机监控的自动控制系统,以提高控制质量,生产效率和减轻人的劳动强度,基于工业ＰＣ的高频炉自动控温系统具有实时监测,数据处理,操作指导提示,智能控制等功能,该系统的控制法采用仿人智能控制算法（ＳＨＩＣ）,其最主要的优点是不要事先知道被控对象的精确模型,就能够实现既快速又高精度的控制。