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简谈曲线基于MCX314四轴运动制约系统开发和

收藏本文 2024-03-23 点赞:14395 浏览:59540 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:运动制约技术是由自动制约技术、电力电子技术、伺服驱动技术、信号检测与数据处理技术等组成的多学科交叉的综合性技术。随着自动化技术的进步,传统的运动制约系统由于受到其自身特性的限制,已经不能满足现代工业和社会进展的要求。而采取微处理器、FPGA/CPLD可编程逻辑器件、DSP数字信号处理制约器等构成的运动制约器得到了迅速进展,由此采取先进的制约算法,开发具有开放式系统结构的制约系统将会成为运动制约系统的进展方向。目前,国内开放式运动制约系统的探讨还处于初级阶段。在国内市场中,各个系统自成系统,相互之间没有良好的兼容性和互换性。通过对当前主流开放式运动制约系统设计案例的比较,本课题采取了工业计算机与开放式可编程运动制约器相结合的设计案例,并配合上位机软件来实现运动制约的功能,使得运动制约系统的可移植性和可操作性大大提升。本论文运动制约系统中运动制约器的设计采取“微制约器+运动制约芯片”的设计案例,微制约器采取美国MAXIM公司研制的基于高速、四时钟周期51内核开发的混合信号微制约器MAX7651,运动制约芯片采取日本NOVE公司研制的基于DSP运动制约专用芯片MCX314,它可以实现4轴运动的位置、速度、加速度制约;直线、圆弧和位方式3种方式的连续插补;位置环闭环制约;同时芯片的性能优良、接口简单、编程方便、工作可靠,给运动制约带来极大的方便;软件系统的设计遵循分层、模块化和面向对象的设计思想,采取“上位机软件+运动函数库+辅助功能函数”的设计案例,以而实现运动制约系统上位机软件和运动制约器之间人机交互的功能;同时对运动制约算法进行了浅析与探讨,包含速度制约算法、轨迹插补算法和样条曲线插补算法的浅析与探讨,以而实现运动制约系统制约性能的大幅提升。关键词:运动制约技术论文MCX314论文微制约器论文样条曲线插补论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    第1章 绪论8-19

    1.1 运动制约技术概况8-13

    1.1.1 运动制约技术的进展历史8

    1.1.2 运动制约系统的组成8-10

    1.1.3 运动制约系统的分类10-11

    1.1.4 运动制约系统的进展历程11-13

    1.2 开放式运动制约系统的探讨近况13-15

    1.2.1 开放式运动制约系统的概念13-14

    1.2.2 国外探讨近况14

    1.2.3 国内探讨近况14-15

    1.2.4 未来进展走势15

    1.3 课题探讨作用15-16

    1.4 课题探讨内容16

    1.5 课题设计难点及解决思路16-18

    1.6 课题可行性浅析18-19

    第2章 总体案例探讨19-25

    2.1 运动制约系统的总体案例19-20

    2.2 硬件系统设计案例20-22

    2.2.1 运动制约器的设计案例比较20-21

    2.2.2 运动制约器的设计案例确定21

    2.2.3 硬件系统的总体设计案例21-22

    2.3 运动制约算法探讨22-23

    2.4 软件系统设计案例23-24

    2.5 本章小结24-25

    第3章 硬件系统设计25-51

    3.1 硬件选型25-36

    3.1.1 MCX314运动制约芯片25-32

    3.1.2 微制约器MAX765132-34

    3.1.3 伺服电机34-36

    3.2 硬件电路设计36-46

    3.2.1 电源电路设计36-37

    3.2.2 时钟电路设计37-38

    3.2.3 复位电路设计38

    3.2.4 编程调试电路设计38-40

    3.2.5 数据存储电路设计40-41

    3.2.6 串口通信电路设计41-42

    3.2.7 MCX314接口电路设计42-43

    3.2.8 输入输出接口电路设计43-46

    3.3 电路抗干扰设计46-47

    3.4 硬件实现47-50

    3.5 本章小结50-51

    第4章 运动制约算法探讨51-65

    4.1 速度制约算法51-55

    4.1.1 直线加减速算法51-52

    4.1.2 S曲线加减速算法52-55

    4.2 轨迹插补算法55-58

    4.3 样条曲线插补算法58-64

    4.3.1 A样条曲线的定义59

    4.3.2 A样条曲线系数计算59-60

    4.3.3 A样条曲线插补算法60-62

    4.3.4 A样条曲线插补算法实现62-64

    4.4 本章小结64-65

    第5章 软件系统设计65-82

    5.1 运动函数库设计65-73

    5.1.1 MCX314寄存器地址定义65

    5.1.2 读/写寄存器函数65-67

    5.1.3 轴设置函数67-68

    5.1.4 运动制约函数68-73

    5.1.5 I/O读写和驱动状态查询函数73

    5.2 辅助功能函数设计73-74

    5.2.1 串口通信函数73-74

    5.2.2 数据存储函数74

    5.3 上位机软件设计74-77

    5.3.1 串口选择模块75

    5.3.2 参数设置模块75

    5.3.3 运动操作模块75-76

    5.3.4 状态监控模块76

    5.3.5 图形显示模块76-77

    5.4 软件实现77-81

    5.5 本章小结81-82

    第6章 结论与展望82-84

    6.1 结论82-83

    6.2 展望83-84

    致谢84-85

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