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基于伺服电机和运动控制器的目标仿真实时性设计

时间:2016-12-02  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

  基于以上的目标和对于运动控制功能的设计,采用专用运动控制芯片是一种较好的选择[2]。专用控制芯片通过PCI 总线与PC 机的CPU 通讯,接收PC 机的控制指令,由内部的逻辑电路进行运算和脉冲发送,同时检测一些开关量信号(如限位信号)的状态并向PC 机报告,以实现运动控制的功能。在这种方案中,所有的运动控制细节都由运动控制卡上的专用芯片完成,无需占用PC 机的资源,PC 机可以专注于用户界面的处理和对运动控制卡状态的监控。运动控制专用芯片自身具有强大的运动控制功能,不需要扩展复杂的外围电路。PC 机只需要对运动控制芯片发送命令和参数,控制简单。经过反复的调研和论证,初步确定总体运动控制方案为“PCI 接口芯片+专用运动控制芯片+激光控制模块”。运动控制系统结构

  整个控制系统硬件由PC机、DMC5400多轴控制器、增量式编码器以及松下公司的全数字式交流伺服系统(包括电机和驱动器)、中空力矩电机等组成(见图3)。

  该控制系统以PC机平台为基础,DMC5400多轴运动控制器为运动控制核心。PC机的CPU与DMC5400的CPU构成上下位机的结构,两个CPU各自完成相应的任务。

  PC机作为DMC5400的上位机,提供Windows平台及人机操作界面,完成系统初始化、轨迹参数的设定、运动信息的实时显示等,仅需用极少部分时间向控制卡发送运动指令。下位DMC5400多轴运动控制器主要完成平移电机和旋转电机的运动控制,包括伺服驱动、程序解释以及高速数据采集等实时性任务。DMC5400直接插在PC机的PCI插槽中,并由动态链接库驱动。

  运动控制系统软件设计

  该控制系统实质上是一种以DMC5400为核心组成的开放式数控系统。上位PC机和下位DMC5400多轴控制器各有自己的CPU、存储器和外设,分别构成一套独立的计算机系统。因此,在选择控制软件的开发平台时充分考虑了这种结构的特点。由于DMC5400多轴控制器采用了实时操作系统,数控程序代码解释工作和连续运动时复杂的插补运算都由其内部的DSP来完成,可以保证对运算过程和各种紧急情况的及时处理。相对而言,上位PC机只是提供与用户交互部分和一些状态变量的读取工作,CPU的工作量不是很大。

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