基于模块化的智能运动控制器研究

为满足机器人控制系统开发的开放性和通用性要求,设计一种基于DSP和CAN总线技术的高性能全数字控制系统.该系统选用功能丰富的单片DSP作控制器实现了两台直流无刷电机的协调控制,利用CAN现场总线技术,实现上位机对电机的实时监控管理,给出了系统的硬、软件设计.实验结果表明系统动静态性能良好.     

基于SERCOS总线的永磁同步电机伺服驱动器研究

基于SERCOS总线通信协议,采用TMSF2812型DSP和FPGA,设计了全数字交流伺服驱动装置.该驱动适合于多轴伺服系统,各轴具有更好的同步性能.论文详细介绍了系统方案、硬件设计、主要功能和性能指标.在数控铣床上加工测试表明,该伺服驱动器可以达到1μm加工精度,同时系统的静动态特性和加工后工件的光洁度均达到要求,满足了数控机床进给伺服的实际生产需求.     

基于FPGA的可重构交流伺服系统硬件设计

通过对交流伺服系统硬件电路分析，提出了一种可重构的通用硬件系统结构，设计了基于DSP FPGA ASIPM的交流伺服驱动控制硬件平台，该系统配置相应的软件可以驱动异步电机、永磁同步伺服电机、无刷直流电机，通过对FPGA的不同配置还可以驱动直流电机和三相感应式高压步进电机。     

基于NCUC-Bus现场总线的驱动信号转发装置的设计与实现

结合自主研发的HCUC - Bus现场总线协议,设计了一种可靠性高、通信速率高、控制简单的驱动信号转发装置,采用PHY芯片和FPGA共同作用的硬件平台,结合模块间的信号转换要求和现场总线的特点,将“脉冲量或模拟量接口”的伺服/主轴驱动器应用于现场总线的通信方式,解决了“脉冲量或模拟量接口”驱动器通信速率低、控制复杂,且不适合长距离传输等问题.     

DSP56F805和CAN总线在交流伺服系统中的应用与研究

介绍了一种面向电机控制的数字信号处理芯片DSP56F805,采用现场总线控制系统的设计思想, 设计并实现了一个基于以太网和CAN 总线的多电机的伺服控制系统.首先采用DSP56F805 来控制单个永磁同步伺服电机的运行,从而构成FCS(现场总线控制系统) 中的一个智能节点.然后利用CAN 总线把这些智能节点连接起来,构成一个含有多个永磁同步电机(PMSM)子控制系统的FCS,最后利用以太网构成远程控制系统.该系统通过PVT(位置-速度-时间)插值算法对运动曲线进行平滑处理以及运用离散PIP算法对运动过程加以控制.所设计的系统不但便于对多电机进行集中的监测和管理,而且可以实现系统中的各个PMSM间的相互通讯而达到协调工作的目的.实验结果表明,该系统控制精度高、响应速度快、低速运行平稳,同时还具有连接简单、系统可靠和易于实现等优点.     

基于DSP的CAN总线通信及其在交直流埋弧焊中的应用

针对系统通信可靠、实时性的要求,在交直流埋弧焊接通信控制中,提出了一种基于DSP的CAN总线通信控制方案.介绍了交直流埋弧焊电源系统结构原理的设计,并对基于DSP的CAN总线通信的协议设计、硬件电路设计以及软件设计进行了较详细说明,同时还提出了一种多帧数据准确通信的方案.     

基于SoC的NCSF总线系统的研究与设计

针对数控系统软件对强实时性,高可靠性总线系统的应用需求,提出一种基于SoC(System on Chip)的NCSF(Numerical Control Synchronous FieldBus)总线系统实现方法.将NCSF协议栈的应用层和数据链路层实现在FPGA芯片上,用户层行规实现在数控系统软件上,两部分通过PCI接口进行通信.测试结果表明,新设计可提供速率为100Mps,同步抖动小于0.6μs,通信周期为31.25μs的通信服务,能够满足高档数控机床的加工需求.     

嵌入式横机控制系统通信设计

根据嵌入式横机控制系统的结构和功能需求,在分析传统通信机制实时性问题的基础上,提出了以ARM作为主控制器,FPGA作为从控制器,基于NCUC-Bus现场总线协议的嵌入式横机控制系统通讯设计方案.利用FPGA的可编程、设计灵活的特点,将NCUC-Bus协议集成于FPGA内部,完成NCUC-Bus的通信接口设计,实现了主从控制器间高速同步通信.实验证明该设计能够满足横机控制系统通信需求.     

多机电作动器同步控制器设计与实现

机电作动系统是飞机电传操纵系统的执行机构,是飞行控制系统中的重要组成部分,是多电-全电飞机的发展方向。机电作动系统在驱动飞行器舵面时,需要多个(一般3个以上)机电作动器采用力综合方式工作,这样会产生不同步问题,鉴于此,提出一种改进型同步控制方案,并通过同步控制器实现同步控制策略。该控制策略综合主从和等同控制的各自优势,并通过优化比较器提高同步控制性能。控制器的实现则基于可编程逻辑单元,通过并行总线进行数据交互,将并行总线控制器与同步控制有效结合。实际应用表明:目前控制器工作良好,提高了现有同步控制器的实时性和可靠性。     

数控系统中RS485串行通信协议的设计

文章设计并实现了一种适用于ARM与DSP之间串行通信的通信协议,采用RS-485总线标准,硬件接口简便,通信可靠性高,并讨论了其软硬件的实现,可用于数控系统中.最后在ARM作为主控制器,DSP和FPGA作为从控制器的数控系统中验证了该协议在串行通信中的可靠性.     

全数字化多功能焊机人机交互系统的设计

在采用三片DSP进行焊机系统控制的基础上,DSP1作为人机交互系统的控制核心,DSP2和DSP3分别用于电源系统和送丝系统的控制.人机交互系统的硬件部分由三部分组成:键盘选择界面和参数项、利用数字编码器设置与修改选定的焊接工艺参数,以及选用液晶显示器作为显示界面.系统实现了焊接参数的给定、存储、调用和实时信息显示,焊接参数的统一管理以及与PC机的通信等功能.实验证明,该系统运行稳定,操作灵活,现场参数显示明了,抗干扰能力强.     

基于DSP的CAN总线通信及其在双丝脉冲MIG焊中的应用

针对现场总线的实时性要求,提出了一种基于DSP芯片TMS320LF2407A的CAN总线通信控制方案,介绍了其基本工作原理、典型收发电路系统和通信实例.将该系统作为搭建双丝脉冲MIG焊焊接系统协同控制的通信平台,从而使得两个焊接电源电流输出为脉冲模式,且相位交替相差180°,实现了双丝脉冲MIG焊在焊接过程中的协同控制.     

生产车间分布式安全防护监控系统研究与设计

基于红外技术、单片机技术、CAN总线技术设计了一种应用于生产车间机床及危险区域的分布式安全防护监控系统.利用红外传感器设计监控系统前端传感器,红外信号通过放大、滤波、A/D转换后送入单片机控制器AT89C52进行处理,控制机床设备紧急停车及现场报警器等设备的启停.通过CAN总线实现各监控装置连接,构成的CAN总线通信系统进行数据传输.通过RS232各监控装置与主控计算机连接,实现各监控现场的集中管理和控制.实验结果表明:系统从值精度达到0.1mm,防护距离超过10m,传输准确率接近100%.     

基于DSP和FPGA的运动控制器高速串行通信设计

文章简要介绍了以ARM为主控制器,DSP+ FPGA为从控制器(运动控制器)的主从式高性能数控系统,在综合比较主从控制器各种通信方案优缺点的基础上,提出了一种基于RS-485的高速串行通信方案.利用现场可编程门阵列(FPGA)芯片,完成多通道异步收发器(UART)的扩展及其收发双缓冲先进先出( FIFO)存储器功能设计;利用DSP完成串行通信软件设计.由DSP控制UART在3.125Mbps波特率下稳定工作,实现了主从控制器之间的高速串行通信.实验结果表明所设计的方案能够满足数控机床主从控制器之间的通信要求.     

多处理器系统中基于FPGA的VME总线接口设计

在分析VME时序的基础上介绍了一种采用FPGA进行VME总线接口设计的方法。该方法利用FPGA低开发成本、低功耗、高集成度的特点,采用紧凑设计思想,通过把双端口RAM和时序控制模块结合在一起完整实现VME接口通信功能,并实现在一个FPGA芯片中,使整个设计的灵活性增强、开发成本降低。系统仿真和样机试验结果表明:该接口数据发送和接收时序正确,逻辑严密,运行可靠。     

基于OMAP-L138+FPGA的数控皮革切割机控制系统的设计

设计一种基于OMAP-L138+FPGA的嵌入式数控皮革裁割机控制系统。该控制系统以TI公司的OMAP-L138双核处理器配合FPGA作为核心器件,以伺服驱动器和伺服电机作为执行系统的关键组件。其中OMAP-L138双核处理器内部的ARM核负责文件解析和人机交互工作,DSP核负责实时的速度规划和插补计算工作,FPGA负责通用输入输出(GPIO)控制、插补脉冲输出以及信息采集工作。ARM与DSP的双核通信则借助DSPLINK组件完成。实验表明:该控制系统的切割效率高,刀具切割轮廓曲线平滑。系统软件和硬件设计合理可行。目前,该系统已经应用于实际的工业生产中。     

基于CAN总线的CO2焊接系统设计

针对CAN总线技术在数据传输中具有可靠性、实时性和灵活性等特点,并能构成分布式系统和成本低等优点,设计了以CAN总线为通信、以ARM为控制芯片的数字化CO2焊接电源系统。实现了整个焊接系统的运行数据与CAN总线控制电路的通信,以及CAN总线与上位机的通信等。根据CO2焊接工艺的特点,编程实现了整个焊接系统的数字化控制。详细说明了CAN总线电路、CAN总线的通信协议设计。本研究对实现焊接系统的智能化控制具有一定的参考价值。     

棒线材无头轧制系统工艺过程分析及控制系统研究

简要介绍了无头轧制的概念和无头轧制系统的研发概况,分析了棒线材无头轧制系统及其核心设备(移动式闪光焊机)的组成及功能特点,研究了棒线材无头轧制系统的工艺过程,列出了达涅利产品各组成装置的驱动方式、控制形式及作业特点.在此基础上,提出了基于PROFIBUS 总线和PLC控制器的系统控制方案,重点介绍了钢坯对接伺服控制策略以及焊机移动和钢坯位置随动传动系统的控制策略,并对两对接油缸、焊机与轧制钢坯、两焊机驱动电机的同步问题进行了分析.     

基于CAN总线的焊接封闭现场有毒气体检测控制系统

设计了一种基于CAN总线焊接现场气体检测报警系统。为了解决检测系统抗干扰性能较低、节点容量较少的问题,采用以ISO/OSI模型为基础的CAN总线技术,实现了监测区域内各探测器节点与主机之间的通信。详细介绍了其工作原理和系统结构、软件模块设计。主控制器以DSPTMS320F2812为控制核心,用于处理各节点数据和人机交互;探测器以PIC16F877A为控制核心,包括气体浓度数据采集电路、CAN总线通信电路、红外标定电路。系统运行表明,系统设计合理、性能稳定,具有较强的抗干扰能力和数据通信能力。     

基于FPGA的数控系统现场总线时钟同步技术

在采用现场总线技术的高速高精度多轴数控加工中,分布时钟的同步精度严重影响着加工轨迹以及加工精度.根据IEEE1588协议,提出一种基于FPGA的数控系统现场总线时钟同步方法,实现了主站与从站控制芯片.并通过将基于FPGA的实现方法与软件实现方法进行对比分析,论证了基于FPGA的实现方法可以获取更为准确的时间戳,能在较低的成本下实现时钟频率补偿,完成精确的时钟同步.利用搭建的主从站实验平台,完成了时间同步精度的测试.实验结果表明,基于FPGA的数控系统现场总线的时钟同步技术的同步精度小于300ns,进一步提高了数控系统的加工精度.