基于RTLinux的软PLC系统设计与实现

可编程逻辑控制器是数控系统的重要组成部分.现有应用于数控系统的各种可编程逻辑控制器都存在着一定的局限性.本文提出一种基于RTLinux实时操作系统的软PLC系统,并将该系统应用于NC210数控系统中.经过实际测试结果表明,该系统能够满足数控系统对可编程逻辑控制器的要求.     

嵌入式数控系统模型层验证设计策略研究

在分析传统嵌入式数控的开发方法上的不足,以及目前对其开发方法的诸多变革的基础上,提出并实现将特定领域模型驱动开发融入到嵌入式数控系统的开发,构建了嵌入式数控系统模型层验证框架.该方法为嵌入式数控系统的开发提升了相应的抽象层次,提高了模型在系统开发中的作用,并利于提高系统的可操作性、可靠性、开发效率.通过对数控系统不同工作模式在第三方工具(StateFlow)的仿真实例,详述了该方法在特定领域建模语言的构建、模型转换的实现等方面的细节,并给出了转换后的对应StateFlow模型图.     

基于Xenomai的嵌入式Linux数控系统平台研究

介绍了数控系统软硬件结构和控制器组成,提出嵌入式Linux在数控系统中应用,针对嵌入式Linux实时性不足的特点,提出Xenomai实时解决方案.详细介绍了系统平台的搭建及实时性测试,测试结果显示该平台有很好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,满足数控系统的实时性需要.该平台已应用在做实际数控系统中.     

高性能开放式数控系统框架设计

描述一个高性能开放式数控系统结构框架.该框架采用基于功能组件的厂商无关结构,通过绑定表(binding table)方式,支持组件功能的软硬件协同实现.本框架引入实时交互网络中(RTN)中的异步通讯机制(ACM)为整个系统提供统一的通讯模型,并设计相应的功能组件.在统一通讯模型支持下,该框架支持数控系统采用一个或者多个处理器或控制器的分布式结构,满足日益增长的数控系统高性能要求.本文基于该框架实现了原型系统.     

一种面向数控系统的动态反馈调度模型

由于数控系统的动态特性,其运行过程中可能会发生处理器过载现象.开环的调度算法无法在处理器过载时仍然保持系统的稳定,从而对加工精度造成影响.为了提高数控系统的稳定性,本文针对数控系统的混合任务集提出一个闭环的反馈调度模型.并通过实验对模型的有效性进行了验证.实验结果表明,该调度模型能够提高数控系统的稳定性.     

基于ARM和FPGA的经济型数控系统硬件设计与实现

为解决目前经济型数控系统功能单一、运算能力不强、控制精度较低的问题,提出并实现了一种经济型数控系统硬件设计方案.该方案以ARM处理器EP9315作为主控芯片,应用FPGA实现反馈编码器和进给轴控制功能,并采用单片机MSP430完成模拟主轴控制和A/D采样功能.在实现通用的数控接口功能的基础上,还实现了网络、USB、CAN等通信接口功能,为数控系统网络化和今后的功能扩展提供了多种硬件支持.仿真和系统实验结果表明,该系统样机各项功能、性能达到数控系统的较高水平.     

基于MIPS处理器和RTAI的数控系统中调度抖动的研究

将MIPS体系结构的处理器应用在数控系统上,可以降低系统的成本,增强数控系统的国产化水平.但不同的硬件结构会对实时操作系统的调度抖动产生不同的影响,而运动控制器的调度抖动是数控系统的重要性能指标之一.本文讨论了MIPS平台上运动控制器的调度抖动的测试方法,分析产生抖动的原因,并针对这些原因对系统进行了优化.最终测试结果表明,在MIPS平台下,RTAI的调度抖动能够满足数控系统的需要.     

剪板机多轴控制系统的功能模块开发

按照数控系统平台模式开发思想,开发了基于剪板机控制的多轴数控系统.该系统采用模块化设计结构,在RS-485总线的基础上,分别设计了上位机控制模块、开关量控制模块、模拟量控制模块、显示模块及曲率半径检测模块.根据剪板机的机械结构选用相应的控制模块进行组合,可以很快得到适合各种结构剪板机的数控系统.本系统还适用于其他轴类控制的应用场合.     

组态计算机数控系统体系结构的研究

在介绍了组态软件的出现背景与发展趋势,分析了开放式数控系统研究现状的基础上,结合组件级软件开发的设计思路,针对开放式数控系统的软件开发难度大,耗时长,开发工作重复度高等问题,提出了组态计算机数控系统的解决方案;将组件化程序设计思想应用到开放式数控系统的开发中,并研究了该系统的总体体系结构,分析了系统各部分的功能,并以此初步划分了组态计算机数控系统的各个组件,给出了各组件的设计思路;初步搭建了组态数控系统的总体框架.     

基于PROFIBUS的计算机数控系统研究

本文在分析了传统计算机数控系统布线复杂和维护困难的基础上，提出基于现场总线的计算机数控系统。结合数控加工中心，给出了该数控系统的现场总线结构，总结了该系统在应用中的特点，并论述了该系统的通信原理。