基于DSP和FPGA的开放式数控系统运动控制的设计与仿真

为验证提出的开放式数控系统结构模型,对开放数控系统的运动控制部分进行了设计和仿真.采用高速数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmalble Gate Array,FPGA)搭建运动控制的硬件平台,完成对伺服电机和步进电机的四轴控制.通过对三相无刷直流电机和步进电机的四轴联动控制仿真分析,表明该运动控制系统能够实现对不同电机的四轴联动控制,且控制精度在1μm以内,四轴联动速度可达60m/min,达到了中高档数控系统的要求.

开放数控系统模型的建立及实现

在“NC嵌入PC”的开放数控系统结构模型基础上提出了一种经济、高效、可靠的开放式数控系统结构模型。采用TMS320F2812 DSP和FPGA构成开放数控系统的硬件平台,采用WDM和COM技术实现软件开放。此数控系统能实现多种电机的四轴联动的控制。最后通过仿真证明了该数控模型的可行性。

高速四轴联动运动控制卡设计

多轴联动控制系统的设计是开放式数控系统研究的核心内容之一。根据开放式数控系统的定义和特点,介绍一种采用DSP和FPGA技术,基于ISA总线的四轴联动运动控制卡的软硬件设计与调试。该卡可以控制四个步进电机、直流电机或交流电机实现高速、高精度运动,且结构简单、可靠性高。通过对BS42HB47-01型步进电机的四轴联动控制测试,验证了该控制卡的性能。