基于STM32和FPGA的多轴运动控制器的设计

该控制器采用STM32和FPGA进行设计,STM32进行粗插补处理,将产生的粗插补坐标增量发给FPGA进行精插补.FPGA控制输出脉冲和脉冲间延时,通过高速光耦隔离后输出,控制电机的运转.系统采用脉冲叠加的方法实现加减速;使用数字积分法插补原理实现直线插补和圆弧插补,从而实现任意曲线轮廓.该系统已应用到实际的雕刻机中,...     

数控高次曲线插补的分析与应用

数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成,也有一些非圆曲线轮廓例如高次曲线、列表曲线、列表曲面等,但都可以用直线或圆弧去逼近。本文主要论述了插补算法的工作流程和对数控系统的影响,并对高次曲线的插补原理进行分析,最后推导出高次曲线插补的递推公式,绘制插补逻辑图,其递推公式和插补逻辑图同样适用于其它高次曲线。     

基于TMS320F2812的多轴运动控制器研究

利用TMS320F2812芯片的高速运算能力和丰富资源实现了数控系统中实时性要求较高的运动控制(直线插补、连续插补、位置控制、串行通讯等),并对常规的插补方法提出了改进。上下位机使用C builder6的Victor串口VCL控件实现串行通讯,并就该运动控制器的硬件及其软件设计的实现方法进行了讨论。通过开发与实际应用验证了系统的可行性。     

基于FPGA的运动控制卡的设计与实现

提出了一种基于FPGA和PCI总线的运动控制卡的设计方案。介绍了系统的硬件构成,并对通过使用FPGA实现单轴高速脉冲输出、直线插补、圆弧插补的运动方式进行了详细的说明;介绍了直线插和圆弧插补的实现的流程,给出了部分代码。通过实验证明本系统精度高,运行可靠。     

基于EHAC200运动控制器的圆弧插补算法研究

本文介绍了使用EMAC的“ExternalProfileMode”如何实现圆弧插补,其中包括,圆弧插补的一种数学计算方法及EMAC如何实现。EMAC是一款功能强大且开放性很强的控制器,通过圆弧插补的实现,也可以用ExternalProfileMode实现其它更复杂的曲线插补。     

基于准直线的新型速度平滑算法研究

在高速运行过程中.为了防止较大的机械振动影响加工质量.本文提出了一种新的实时速度平滑控制算法,根据曲率半径计算拐点速度以及机械允许速度来判断拐弯点是否降速,从而计算准直线.然后应用S型速度曲线进行粗插补.精插补计算.达到消弱机械冲击,提高加工质量的目的。     

PLC在X-Y绘图仪中的应用

本文介绍了PLC控制的X-Y绘图仪的设计方法与系统组成,采用插补原理,实现步进电机的精确定位,绘制直线、多边形、圆弧、梅花等多样化图形,列举了PLC的软件设计实例。     

用曲线回归方程实现非圆曲线的插补运算

轨迹控制运算(即插补运算)是机床数字控制的核心。它要解决的问题是如何根据零件的原始数据,通过轨迹控制计算获得一定比例的脉冲列,来控制坐标点运动,以使坐标点的合成运动轨迹符合零件的廓形要求。简单地说,插补运算就是在一个廓形线段的起点和终点之间进行数据密化,由这些密化的点连接起来,去逼近理论的廓形线段,且使逼近误差小于允许值。对于插补运算方法的要求是运算精度高,运算式简单,便于硬件或软件实现。插补运算方法有许多种,如逐点比较法、数字积分法、时间分割法等。传统的插补方法分直线插补和圆弧插补。逐点比较法还可用于非圆二次曲线插补,如抛物线插补。但对非圆曲线工件的加工,如按上述圆弧插补方法,就必须分段进行,而且要已知每个圆弧段的圆心、半径及对极坐标原点而言的起始角和终止角。随着技术的进步,加工件的形状越来越复杂,对机床加工的要求越来越高。当曲线非常复杂或当工件廓形是按点描绘的,则无法分成已知圆心、半径及角度的圆弧段。这时可利用数理统计中的回归分析来得出曲线的解析表达式,以便在程序控制机床上加工这一零件。     

数控系统中的直线—圆弧插补新方法

一、引言在应用步进电机驱动的微机数控系统改造现有机床设备时,为了简化机械结构改装方式,不可避免地要采用两联动坐标进给脉冲当量为非圆整数值,且互不为整倍数关系,这种情况要实现直线—圆弧插补会有困难。在一般数控车床上,为提高径向尺寸控制精度,     

基于SOPC的硬件直线插补控制器设计

以数控系统步进电动机双轴驱动的二维直线插补算法为基础,提出基于 SOPC 技术的硬件直线插补器的实现方案.插补器采用串口通信方式,数据经过计算模块和插补模块处理后输出所需频率的脉冲,脉冲输入功率放大器控制步进电动机.同时,基于 FPGA 为硬件开发平台,简化了系统硬件结构.     

用CPLD实现硬件直线插补器

介绍了采用CPLD器件设计的硬件直线插补器及其优点,它经过环形分配器及放大电路,同时控制二维 (X向、Y向)步进电机快速实现直线绘制。它比利用软件实现的直线插补法速度快,精度高,适用于数字控制的机械加工或绘图设备。     

基于四阶牛顿插值法同步化的FFT谐波分析方法

提出了一种实时检测谐波的分析方法,利用高阶的牛顿插值法推导了同步化公式,该公式对固定采样频率得到的采样数据重新推导与跟踪,再从算法上调整采样周期对重现的信号曲线进行重新采样,最后对重新采样序列进行快速傅里叶(FFT)谐波分析。即使是在工频波动比较大的情况下以及采用较少量的采样数据,新采样序列依然能够利用FFT算法准确地获得被分析曲线所包含的高阶谐波分量的幅值和相位。仿真结果和实际应用证明,该方法对于实时性要求比较高、电压频率变化比较大的情况具有良好的鲁棒性。     

应用自然样条插值技术分析二极管检波特性

本文论述采用自然样条插值技术,分析二极管的检波特性.二极管检波特征是一阶导数和二阶导数都连续,因此,给定一组基本节点,可以利用自然样条插值技术进行扩展,使得曲线的节点更为密集,位于某两个节点之间的任意点,可以采取线性插值的方法得到精度很高的值.     

水轮机特性曲线三维数值处理

水轮机特性曲线的数值查询和处理是水电站过渡过程数值模拟计算的重要组成部分,其插值精度直接影响过渡过程数值计算的最终结果.目前,对于水轮机特性曲线的处理方法常用表格插值法和曲线(曲面)拟合法,但这两种方法在实际使用上存在一定的缺点,为此,提出了插值效率更高的三维曲面拟合法.对于水轮机小开度运行区域的数值模拟采用三次样条曲线拟合及内插法比采用多项式插值方法使(单位流量一开度)曲线具有更高的光滑性,数值估计段与已有模型综合特性线段有较好的连接性,使得估计段的数值更加接近真实值,减小估计误差.     

基于球坐标的三维静电场曲边四边形边界元方法

为了精确计算三维静电场中球形电极表面的电场强度,基于球坐标变换提出了球面曲边四边形边界元方法.该方法中积分的区域为球面,求解函数采用球面上球坐标线性插值,单元的外法线方向取为严格的球面法线方向.计算结果表明,与平面直边单元相比,在网格剖分节点相同时,球面曲边四边形边界元方法的计算精度明显提高.在计算精度要求相同时,球面曲边四边形边界元方法节点数较少,因而具有计算速度快、占用计算机内存少等优点.     

非零速启停的低功耗步进电机控制器研究

为了优化步进电机开环控制性能,对非零速启停的加减速曲线算法及其低功耗硬件逻辑实现进行了研究。针对零速启停的加减速曲线存在控制性能难以充分发挥的问题,提出了一种非零速启停的步进电机线性加减速曲线算法,将加减速过程划分为四种转动模式,可构建任意的线性速度剖面。首先理论推导了四种加减速转动模式的控制脉冲周期;其次结合流水线设计思想优化加减速曲线算法的硬件逻辑模型,在FPGA中设计了步进电机控制器IP核,并采用门控时钟等低功耗IC设计技术实现了IP核的低功耗;最后,搭建了实验平台进行验证。实验结果表明,IP核可以实现四种转动模式的非零速启停控制,实现了高实时、高精度驱动,提升了20%的控制性能,电路面积优化约30%,功耗降低53%,验证了方案的可行性与有效性。     

电声测量系统后处理中加窗分析

后处理是电声测量系统中获取测量数据过程中的一项重要计算步骤,主要应用于对测量得到的各类数据曲线（如频响曲线、阻抗曲线等）或测量单值（如F0、灵敏度等）进行用户所需的操作,如算术运算,交点搜索及平滑处理等.针对测量得到的曲线有时2个或多个频段使用不同的方法以及品管曲线总是短于测量得到的曲线的问题提出了加窗的方法.通过电声测量系统测试序列步骤得到需要分析的数据,经过加窗对实验数据进行处理,通过分析与仿真验证了所提方法的有效性,得到加窗后曲线能够更加有利于质量管理的结果,能够满足电声测量系统中快速处理有用数据的要求.     

MATLAB在水轮机模型综合特性处理中的应用

利用MATLAB语言强大的数据处理和三维曲面绘图功能,提出了一种处理水轮机模型综合特性曲线的三维曲面的方法。将水轮机等效率线处理成空间曲面。对某大型水电站混流式水轮机模型综合特性曲线进行了上述处理,并运用等值线法还原为等效率线与模型综合特性曲线进行对比。对比结果表明,运用该方法生成的数据误差小、精度满足工程要求。该方法简单易行,物理意义明确直观,实用性强。     

基于动态电感-励磁电流曲线的特高压变压器空载直流偏磁计算

为提高特高压变压器直流偏磁的计算效率,提出了一种基于L-i(动态电感-励磁电流)曲线的特高压变压器空载直流偏磁快速计算方法。通过增加串联电阻值,提高计算效率与稳定性。利用电压补偿方法有效消除增加串联电阻带来的计算偏差。为讨论L-i曲线方法与常规场路耦合算法的计算区别,根据特高压变压器的实际参数建立磁场模型,计算获得L-i曲线。与常规场路耦合算法相比,该方法根据电流大小通过三次样条插值计算获取动态电感值,无需返回磁场模型计算电感,可在较短时间内进行多个周期计算,提高直流偏磁的计算效率和精确性。