基于FPGA和NiosⅡ的运动控制器研究

采用现场可编程门阵列( FPGA)+ NiosⅡ的硬件设计方案,设计一款三轴运动控制器。在FP-GA内部嵌入NiosⅡ软核CPU,并利用这个CPU实现速度控制和粗插补算法,同时利用FPGA硬件逻辑实现串口控制、I/O处理及精插补算法,软硬件协同完成高速、高精度运动控制。测试结果表明：该运动控制卡具有电路紧凑、性价比高、实时性强等优点。     

基于DSP和CPLD的运动控制卡插补器设计

设计一个运动控制卡插补器。该运动控制卡是以DSP和CPLD为核心的位置控制系统,插补器包含两级插补:粗插补部分采用时间分割法插补,由DSP实现,针对时间分割法存在的问题对其算法进行了改进;精插补部分采用DDA插补法,由CPLD实现。     

基于NiosⅡ和FPGA的数字运动控制系统研制

目前国内较先进的数字运动控制系统采用MCU+CPLD的结构,存在电路复杂、成本高及高速运动控制时无法满足精度要求的缺点.在FPGA内部开发以NiosⅡ为核心的数字运动控制系统,采用软件实现速度控制及粗插补算法,利用硬件实现PCI控制器、I/O处理及精插补算法,软硬件协同完成高精度、高速运动控制,该系统体积小、实时性强,在高速加工时,能够稳定实现较高精度要求.     

电火花线切割上下异形加工模块的研究与开发

对现有的电火花线切割4轴联动异形加工控制模型进行了分析和研究，采用PC 运动控制卡的开放式结构方式，开发了基于AVR微处理器、Windows平台的电火花线切割上下异形加工模块，介绍了该模块的开发设计方案、加工控制和仿真、硬件的组成以及微处理器AVR内载C语言插补程序的开发等关键技术。     

基于FPGA的高速五轴步进电机运动控制卡设计

利用现场可编程门列阵设计一款五轴步进电机运动控制卡,采用了NiosII软核CPU+FPGA的硬件设计方案:利用NiosII软核CPU运行控制程序,利用FPGA来实现数字差补算法和细分驱动;采用了数字积分算法和正弦波脉宽调制细分驱动技术。测试结果表明:该运动控制卡具有电路紧凑、性价比高而速度快、精度高和实时性强优点。     

基于PCI总线的两轴运动控制卡的设计

以PCI总线接口芯片PCI9052和2轴运动控制芯片MCX312为核心硬件,自行研制开发了基于PCI总线的2轴运动控制卡,能够实现2轴位置、速度、加速度控制和直线、圆弧插补功能,以及8路通用输入和8路通用输出.     

基于FPGA的数控系统圆弧插补控制模块化设计

针对数据采样圆弧插补算法进给速度慢、加工效率低等问题,提出一种模拟可配置电子凸轮箱的插补方法,构建了圆弧插补算法模型。采用硬件描述语言设计圆弧插补模块,基于FPGA控制系统建立多轴联动的运动控制实验平台。实验数据表明:当圆弧路径的半径为10 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为11.4个,误差为0.114%;当圆弧路径的半径为15 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为13.2个,误差为0.088%。误差峰值出现在伺服电机换向时,是由其自身的机械特性和传动刚性所致。结果表明:电子凸轮箱式插补算法的插补轴并行独立,因此其速度快、精度高、可靠性强;通过调节各插补轴分量形成各类圆弧轨迹路径,因此方便、灵活且柔性高。     

采用CPLD技术实现数控系统精插补算法的研究

由于计算机软件运算速度的限制，使用脉冲增量插补算法所得到的数控机床进给运动的精度和速度都比较低。应用数据采样插补算法可得到较高的运动速度和精度，但通常应用此算法所得数字增量只适合于闭环控制系统。文中采用数据采样插补算法进行粗插补，使用大规模可编程逻辑器件CPLD实现了硬件精插补计算。该方法可应用于步进开环数控系统和脉冲式全数字交流伺服系统，大大提高了系统的性能指标，具有很大的实用价值。     

五轴联动混联机床插补算法的研究

在原有的三平动非对称并联机床(3—2SPS)的基础上添加一个双回转工作台实现五轴联动。为减小加工过程产生的非线性误差提高加工精度和运动的平稳性,所以提出了一种粗插补和精插补相结合的插补算法,坐标空间采用粗插补关节空间采用精插补,该算法弥补了传统混联机床插补算法所存在的缺点。通过Matlab仿真刀具和伸缩杆的运动轨迹,结果表明所提出的的插补算法能有效的减小加工误差。     

基于DSP的运动控制器核心算法研究

随着科学技术的发展,开放式运动控制器的研究已成为当前运动控制领域的重要研究方向.针对开放式运动控制器的特点,给出了运动控制器的总体设计方法,研究了运动控制器的核心算法及实现.介绍了运动控制器的硬件整体构造,底层DSP程序结构框架,运动函数库开发,DSP与上位机通信策略.研究了单轴运动在梯形速度曲线下的速度规划算法,以及多轴运动直线、圆弧插补算法.给出了数字PID加前馈的伺服控制算法,以及在DSP里的实现.     

基于PMAC的齿轮测量中心控制系统的研究

提出基于PMAC的齿轮测量中心控制系统的总体设计方案。以PMAC运动控制器作为系统的核心控制单元,高性能驱动器作为四轴伺服驱动机构,高精度光栅作为位置检测机构,采集卡为数据采集系统,采用控制器模拟量输出的方式,构成全闭环控制系统。分析运动控制器和驱动器的位置环路和速度环路的控制系统,研究控制器所采用的PID-前馈滤波伺服控制原理,对其优势进行分析。完成测量中心的软件设计和软硬件对接。最后对齿轮样板的左齿面齿形数据进行测量对比,结果表明此控制系统满足测量要求。     

高频感应加热设备温度控制系统的设计

温度控制系统硬件由工控机、采温模块、模拟量输出卡、热电偶组成.以PI算法作为控制方式,使用Visual Basic6.0作为开发工具.实验证明,温度控制系统可在3 min内逼近设定目标,达到平衡后,误差<0.8%,能满足热加工工艺的需要.     

用FX2可编程控制器对几何磨床的改造

为彻底解决备件问题，采用FX2可编程控制器对CEP 22H几何磨床进行改造。根据控制对象的功能要求和已有的开关、按钮、接近开关、电磁阀、接触器等元器件，选择可编程控制器的硬件。并按模块化结构重新设计了可编程控制器的应用程序，编程思路清晰，使用维护方便。     

分布式多通道超声波探伤系统的研制

研制了分布式多通道超声波探伤系统。应用关键硬件FPGA组成嵌入式系统,运用SOPC作实时控制,模拟／数字电路集成化统一构成超声模块,网络分布开放式结构,不受计算机插卡数量限制。具有探伤检测速度快和判别缺陷准确,现场抗干扰能力强,通道数可多至上百通道,实现功能模块化,可自由组合、连线简便及功能可靠的特点。     

基于西门子840D数控系统的硬件配置设计

介绍一种产品装配用机床的控制系统硬件设计,该系统以西门子840D数控系统为主机,通过配置ANA模拟轴控制模块、CP341通讯处理器和基于分布式I/O的总线模块,构建出了一套专用机床的控制系统。     

一种基于PC全软件多轴运动控制器的实现和测试

提出了一种基于PC全软件多轴运动控制器,对其构架做了阐述,并对其性能做了测试分析。该控制器成功应用于串联六轴机器人的控制,表现性能指标可与国外产品相比。该控制器的硬件采用通用PC和基于FPGA核心的PCI板卡。轨迹计算和G代码解释全部在PC上用软件实现。PCI板卡仅用于数据缓存、简单逻辑转换和时序控制。     

基于DSP的多轴运控动制卡硬件设计及其在教学中的应用

高速高精度的位置控制是现代制造业的重要研究课题之一,为了实现多路电机的精确位置控制,开发了一款基于DSP的多轴运动控制卡,这是集教学、应用编程、开发研究于一体的实验平台。运动控制卡以TMS320F28335为控制核心,又在其外围扩展了基于CPLD的地址译码模块、基于FPGA的编码器反馈模块、基于DAC的电机控制模块等丰富的外围设备,具有较高的完备性、可靠性、可扩展性以及可维护性。鉴于TMS320F28335的高速运算能力与面向电机的高效控制能力,在此基础上嵌入运动控制算法,能够实现精确的电机位置控制。将运动控制卡应用于机械电子工程专业的课程实验、专业设计、毕业设计及创新活动等教学环节中,能够有效提高学生的学习兴趣和完成实际工程项目的能力。     

基于ARM的选择性激光烧结打印机控制系统设计

针对目前国内外选择性激光烧结打印机普遍采用PC工控机、运动控制卡或可编程逻辑控制器作为控制系统硬件平台,不仅操作复杂且价格昂贵等问题,设计一种基于ARM的激光烧结打印机控制系统。该系统以STM32控制器作为主控单元,丰富并完善相应的扩展电路以及人机交互界面等,可以实现对激光、温度以及电机运动进行控制。基于设计的控制系统搭建样机进行烧结实验,结果表明:该控制系统各模块运行稳定,加工件表面光滑、结构清晰,在满足基本工艺要求的同时大幅度降低了设备成本。     

质心模拟装置加载力的信号采集与数据处理

质心模拟装置加载力速率变化快、精度要求高。基于LabVIEW为质心模拟装置的加载力进行信号采集与数据处理。利用数字量采集卡NI PCI-6232和模拟量采集卡NI PCI-6518实现对开关量和模拟量的信号采集,通过DAQmx base模块实现软硬件的通信,并运用LabVIEW报表生成模块为质心模拟装置设计了自动报表生成功能,记录质心模拟装置设定力值、加载力变化速率、加载力变化范围、运行时间、运行日期和测试员等稳态量,以及系统油压、横向位移、加载力移动速度、加载力值等实时采集的动态量。系统运行结果证明:信号采集与数据处理功能运行稳定、可靠。