论文摘要
随着PC技术的发展,数控系统正进入一个崭新的阶段——全软件数控。所谓全软件数控即CNC系统的各项功能,包括插补,位控和PLC等均由软件模块来实现。全软件数控较传统CNC具有更好的灵活性、通用性、经济性和开放性。本文以PC104作为数控系统的硬件平台,采用性能优秀的自由软件实时操作系统RTLinux为软件平台,实现实时多任务调度,满足数控系统控制任务的高实时性要求。构建基于RTLinux的全软件通用数控系统平台,便于后续开发具有自主知识产权的数控系统,有助于提高我国数控技术水平。通过对当前流行的软件数控系统架构的分析比较,设计构造了基于RTLinux的三层模块化数控系统结构;同时,根据Linux和RTLinux编程资源,规划设计了各层次、模块间的通信方式,并根据数控系统内部的数据和命令信息流,设计、定义了各模块间的接口协议。此外,根据数控系统的功能与性能要求,对Linux、RTLinux内核进行了定制,详细介绍了其在PC104上的移植过程。为提高系统的稳定性和运行效率,本文利用Qt完成了系统界面层开发,利用C语言实现了系统管理层和控制层的程序开发,整个系统运行于FrameBuffer上,不需要Linux桌面系统以及XLib的支持,减少了对系统内存和存储空间的要求。最后,介绍了RTLinux应用程序开发和调试以及内核程序开发和调试方法。样机联调试验表明,该软件数控系统平台达到了预期设计要求。
论文目录
摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 数控技术的发展1.1.1 数控技术的发展历史1.1.2 我国数控技术的发展历程1.1.3 数控技术的发展趋势1.2 开放式数控综述1.2.1 开放式CNC 的产生背景1.2.2 全软件数控——一种新型的开放式数控1.3 全软件数控的研究现状1.4 本课题的研究目标和研究内容第二章 基于RTLINUX 的数控系统的优势2.1 数控系统软件平台的比较2.1.1 基于DOS 平台的数控系统2.2.2 基于Windows 平台的数控系统2.2.3 基于RTLinux 平台的数控系统2.2 RTLINUX系统特征2.3 基于RTLINUX 的全软件数控系统的软硬件平台解决方案2.3.1 以PC104 为硬件平台2.3.2 以RTLinux 为数控系统软件平台2.3.3 RTLinux 平台实时应用软件的基本结构2.4 本章小结第三章 数控功能分析和软件结构设计3.1 数控系统的功能分析3.1.1 数控系统的基本功能3.1.2 常规数控系统的软件结构3.1.3 功能实时性划分的必要性3.2 数控系统功能的实时性划分3.3 基于通用操作系统的数控平台的总体结构设计3.3.1 通用数控平台系统整体结构3.3.2 通用数控平台软件结构3.4 本章小结第四章 基于RTLINUX 的数控系统的内核定制与移植4.1 基于RTLINUX 的数控系统的内核定制4.1.1 标准Linux 的内核定制4.1.2 RTLinux 的内核定制4.2 RTLINUX在PC104 上的具体移植过程4.2.1 Linux 在PC104 上的安装4.2.2 RTLinux 在PC104 上的移植4.2.3 RTLinux 中FrameBuffer 的开启4.3 本章小结第五章 系统功能模块设计与实现5.1 系统各层间的通信设计5.1.1 管理层与界面层的通信5.1.2 管理层与控制层的通信5.2 系统界面层设计5.2.1 Qt 的特点和优势5.2.2 界面层设计5.3 管理层功能的实现5.3.1 管理层软件结构5.3.2 管理层软件实现5.3.2.1 Linux 的多线程机制5.3.2.2 Linux 多线程编程的关键技术5.3.2.3 Linux 多线程机制在管理层软件开发中的使用5.4 控制层的工作原理与实现方法5.4.1 控制层模块间的通信5.4.2 控制层系统状态和控制字定义5.4.3 利用RTLinux 进行控制层软件开发的关键技术5.4.4 信号输出模块的实现框架5.5 系统运行过程分析5.5.1 系统启动过程5.5.2 手动增量控制过程5.5.3 自动加工运行过程5.6 本章小结第六章 软件开发与调试6.1 软件开发6.1.1 Linux 中的文本编辑器6.1.2 GNU CC（简称为GCC）编译器6.1.3 GNU make6.2 软件调试6.2.1 非实时域模块调试6.2.2 实时域模块调试6.2.3 系统联调6.3 本章小节第七章 总结展望7.1 论文总结7.2 研究展望参考文献致谢硕士期间发表的学术论文
相关论文文献
标签：全软件数控论文; 内核移植论文; 实时线程论文; 通信论文;
