基于MCU和DSP的运动控制研究硬件平台设计

基于MCU和DSP的运动控制系统由于结构紧凑、环境适应性好而有良好的发展前景。由于PC机与MCU和DSP资源环境差异较大,进行MCU和DSP环境中的运动控制技术研究十分必要。基于MCU和DSP的运动控制研究硬件平台设计遵从运动控制系统的开放式、可重构和网络化的发展方向,选用主流的MCU及DSP芯片S3C2410A和TMS320F2812,适应信息网、控制网和伺服网(接口)网络化需求,采用双层、组合式模式,实现了一个实用可靠的硬件环境。它可以进行单CPU、并行双CPU和层次化多CPU的运动控制算法和系统支撑软件的研究。

基于DSP的通用运动控制器的硬件结构设计

以TI公司DSP中的TMS320LF2407A为核心,通过设计必要的外围硬件电路,包括电源转换、通信接口、存储器扩展、数模转换、信号抗干扰处理等电路,构成了一个可以控制多种电机的通用运动控制器。该运动控制器外围器件少,可靠性较高,并且能完成复杂的运动控制算法和控制策略,从而实现多轴高速、高精度的运动控制。

一种基于DSP的移动机器人控制器的开发

针对动态环境下需要对移动机器人进行实时控制的要求,提出了一种以DSP为核心处理器的两轮式移动机器人运动控制器的设计方法,克服了传统单片机控制器存在电路复杂、稳定性低的缺点,该系统充分利用了TMS320LF2407A运动控制器外设接口丰富及运算速度快的特点,设计并实现了运动控制器及驱动器电路,通过PWM控制策略来对直流电机速度控制,实现了对非完整性两轮移动机器人的快速、实时、准确控制,并通过实验验证了该设计方法的可行性和有效性。

腹腔镜持镜臂运动控制器的硬件设计与实现

在自主研发的腹腔镜持镜臂样机的基础上,针对微创手术的实际需求,利用DSP在数字信号处理方面的优势以及CPLD在构建逻辑功能方面的灵活性,设计并实现了基于DSP+CPLD平台的硬件系统。利用CPLD模块产生控制机械臂电机运动的PWM波形,并作了相应的信号优化处理,在CPLD内部设计了码盘信号采集模块、电机抱闸控制与限位开关保护模块。采用访问外部寄存器方式实现了DSP和CPLD的数据传输,最终实现持镜臂的速度控制和位置控制,并且可以满足运动控制的实时性和稳定性要求。

基于ARM和PCL6045BL的四轴运动控制器设计

为解决精密制造对低成本、可移植性强的通用型多轴数控系统的迫切需求,给出一种基于ARM微处理器S3C2440和专用DSP运动控制芯片PCL6045BL组合的嵌入式四轴运动控制器。硬件上该控制器采用ARM+DSP的主从式双CPU结构,结合ARM在人机界面显示、通信接口方面的优势以及PCL6045BL高控制精度的优点。软件上在S3C2440上移植μC/OS-II实时操作系统来管理运动控制系统。该控制系统通用性较强,可广泛应用于雕刻机、机器人、绣花机以及数控加工等工业控制领域。

嵌入式四轴运动控制器的设计

为了解决传统基于PC平台的运动控制器渐显高能耗、高成本、低可靠性等缺点,结合ARM和DSP运动控制芯片特点,给出一种基于ARM微处理器LPC1788和专用DSP运动控制芯片PCL6045BL组合的嵌入式四轴运动控制器。该控制器在硬件上采用ARM+DSP的主从式双CPU结构,并结合ARM在人机界面显示、通信接口方面的优势以及PCL6045BL高控制精度的优点,在软件上通过LPC1788上移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统来管理总体的运动控制系统。最后通过圆弧插补实验验证了嵌入式四轴运动控制器具有可靠性高和快速响应等优点。

基于ARM和PCL6045BL运动控制器的直线插补研究

文章详细分析直线插补的原理,在此基础上使用Matlab对直线插补进行仿真,给出仿真结果。结合ARM处理器在人机显示、通信接口方面的优势和DSP数据处理能力强的优点,给出一种基于ARM微处理器LPC1788和专用DSP运动控制芯片PCL6045BL组合的嵌入式运动控制器。对嵌入式运动控制器的直线插补模式进行研究,设定直线插补轨迹,进行直线插补实验,测量实验波形并对其进行详细分析。直线插补实验结果验证了嵌入式运动控制器的可行性,系统稳定,响应速度快。

一种微控制器中零开销循环的实现方法

为扩展芯片的应用领域,增强芯片DSP的能力,提出一种用于MCU处理器支持零开销循环的设计方法。该方法依据在DSP程序中经常出现循环的特点,设计专门的硬件处理循环,用以消除循环转移造成的流水线等待,在分析MCU原有结构特别是指令单元的基础上,对循环指令采取与其他分支指令不同的处理方法。在尽量少改动原有MCU结构的前提下,支持零开销的循环。性能分析结果表明,改进后的MCU能有效减少循环执行周期。

基于PIC单片机+MCX314的四轴伺服控制器设计

随着机电行业对产品加工精度和生产效率要求的提高,现有的运动控制系统已难以满足生产需求。针对这一困境,以PIC24FJ256DA210为主控制芯片,以NOVA电子有限公司研制的MCX314AL为数字信号处理芯片,设计了一种四轴伺服控制器。该运动控制器可以实现2/3轴插补、圆弧插补、直线加减速、S曲线加减速、外部脉冲驱动、限位原点检测、急停检测等功能。