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目前,国内的多轴运动控制系统精度低和实时性差,各厂家产品之间缺乏兼容性和互换性,对体系结构的描述只限于物理层面上,没有真正提升到理论层次,不完全具备开放性特征。
本文提出了一种基于DSP TMS320F2812的多轴运动控制系统的设计方案,将PID控制算法与模糊控制算法相结合,设计了模糊自适应PID控制器,可根据工作情况实现实时自动调整PID参数。建立了运动控制器的数学模型,并利用MATLAB进行了仿真,结果表明该算法达到了对伺服电机控制的性能要求。硬件电路采用了模块化设计思想,完成了包括DSP主控电路、反馈计数器(FPGA)电路、扩展接口(CPLD)电路、D/A转换电路、放大电路、电机接口电路、双口RAM电路和手轮模块电路的设计。在CCS环境下利用C语言设计了多轴运动控制系统主程序,实现了多轴伺服控制功能。在ISE环境下利用Verilog HDL语言完成了CPLD和FPGA程序的编写、调试和仿真。
利用该运动控制系统能够实现对多个伺服电机进行运动控制,具有精度高、可扩展性强、可移植性好、可重构的优点,满足数控系统对开放性的要求,在数控机床中有重要的应用价值。