基于DSP和CPLD的多轴运动控制器研究与设计

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运动控制技术作为一项传统产业的重要分支,在工控业领域起到了举足轻重的作用。运动控制器的出现推动和促进了运动控制技术的发展,迎合了数控技术发展的要求。本课题旨在研究制作一款四轴运动控制器,运用运动控制器对推波板控制,用于实验室进行造波研究。在充分调查研究了国内外控制器发展的基础上,课题最终选定了基于PC机和运动控制器的控制系统。由于DSP强大的数据处理能力,结合本课题的实际需求,课题选定确定DSP为运动控制器的核心控制单元。由于DSP只有两个事件管理器,而课题要进行四轴控制,故而选取CPLD进行多轴扩展,实现多轴控制。在PC机与运动控制板的通讯工具选择中课题选取以太网控制器以满足其方便,速度和稳定性的要求。原理图设计完成之后,课题进行了PCB制版设计,而后进行了硬件方面的调试,在此过程中应当注意的事项和相关解决的问题在论文中均有体现。电机控制方面,首先介绍了几种电机,而后针对伺服电机介绍了几种控制策略,最后,选定速度控制模式,并对该模式进行了详细介绍。对于电机的控制策略,课题主要针对电机的位置环进行了详细介绍,即电机的回零控制。课题从PI控制入手逐渐理清思路,研究出了相应的控制策略。软件控制方面,主要是上位机的控制和下位机的控制。上位机的控制主要包括人机界面的设计和PC机与运动控制器的通讯软件驱动设计。下位机主要是DSP的控制程序和CPLD的事件管理器的扩展设计。
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