基于FPGA技术的高速高精度贴片机运动控制器的设计

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijun3541
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运动控制器在工业生产和人们的日常生活中,有着广泛的用途。然而,目前运动控制器存在着很多问题,如体积过大,不支持网络通信,硬件一旦固化就不能改变等。从而导致运动控制器之间相互孤立,系统升级过程中资源大量浪费。为了解决这些问题,本文在对运动控制器体系架构进行分析的基础上,提出了一种基于FPGA技术的网络化的高速高精度运动控制器体系结构。在新的体系结构中,将运动控制器的功能划分成独立的模块,每个模块独立完成自己的功能,并通过内部寄存器和数据总线交换数据。   本人的主要工作集中在以下几个方面:   1.在深入分析市场上大部分运动控制器特点的基础上,对贴片机运动控制器的体系结构和设计方案进行了讨论,并对开发过程中的关键技术和开发难点做出估计。   2.为了解决系统升级不方便等问题,采用基于FPGA技术的硬件可重构技术和SOPC芯片技术设计运动控制器体系结构和功能模块。   3.在单轴运动控制的需求下,结合VHDL(硬件描述与语言)开发语言的并行性特点,设计了线性加减速和S曲线加减速算法的控制方式,并针对S曲线路径的复杂性,提出了一种高速高效完成S曲线最佳路径规划的设计方案。   4.多轴协调运动时,由于生产过程中有可能遇到特定轨迹要求,需要进行插补运动。因此采用数字积分法设计直线插补和圆弧插补算法,用于实现特定路径轨迹运动。   5.根据远程控制功能需求,采用片内微处理器软核MicroBlaze和嵌入式操作系统Xilkernel,完成网络通信模块功能的设计。   文章最后,对有关工作进行了总结和展望。
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