单轴运动控制器的设计

论文摘要

近年来随着交流伺服技术的不断发展,使交流伺服系统在诸多领域得到了广泛的应用。针对工业自动化中需要单轴运动控制的应用场合,本文设计了一种基于伺服驱动器的单轴运动控制器,节省了系统成本、方便了操作使用。论文首先分析了交流伺服系统在自动化行业中的应用、介绍了国内外伺服驱动器独立运动控制的发展现状,在此基础上提出了系统的总体设计方案。阐述了轨迹规划在系统中的作用和实现思想,介绍了梯形曲线和S形曲线路径规划的原理,并对算法实现中的一些关键性问题作了具体分析。然后对单轴运动控制器的硬件平台、中断驱动和周期调度的伺服软件设计思想进行了介绍,并对轨迹规划的模块化封装设计进行了详细的介绍。为适应不同的应用场合,论文采用了CAN总线通讯和SPI通讯作为系统的通讯接口,分别给出了这两种方案的通讯接口电路和软件设计,并对运动控制指令的帧格式作了相应定义。最后,分别对CAN通讯分布式控制和伺服驱动器内置E2PROM存储独立运行控制进行了实验,验证了上述两个设计方案的可行性。同时,论文给出了不同运动参数下梯形曲线和S形曲线路径规划的实验结果,结果分析也验证了算法的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的应用背景和意义
• 1.2 伺服驱动器独立运动控制发展现状
• 1.3 课题的总体设计方案
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 梯形和S 形曲线的算法研究
• 2.1 轨迹规划原理
• 2.2 梯形曲线的算法研究
• 2.3 S 形曲线的算法研究
• 2.4 本章小结
• 3 单轴运动控制器的软硬件平台
• 3.1 硬件平台总体结构
• 3.2 DSP 片上资源的利用
• 3.3 伺服系统的软件设计
• 3.4 本章小结
• 4 单轴运动控制器的通讯接口设计
• 4.1 CAN 总线通讯的软件设计
• 4.2 运动控制指令 E2PROM 非易失性存储
• 4.3 本章小结
• 5 实验结果分析、总结及展望
• 5.1 实验结果分析
• 5.2 总结及展望
• 致谢
• 参考文献