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1、基于ARM的嵌入式運動控制器研究上海交通大學碩士學位論文基于ARM的嵌入式運動控制器研究姓名:何波申請學位級別:碩士專業(yè):控制理論與控制工程指導教師:席裕庚20080101上海交通大學碩士學位論文基于ARM的嵌入式運動控制器研究摘要基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機數(shù)字控制技術、ARM技術、運動控制技術以及嵌入式操作系統(tǒng)技術等技術為一體的技術含量高的運動控制器;是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機通訊的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構設計、嵌入式運動控制器軌跡規(guī)劃算法的研究、嵌入式系統(tǒng)軟件的構建以及運
2、動控制器外設驅動程序的開發(fā),其主要工作及成果如下:1.針對數(shù)控系統(tǒng)上下位機信息交互頻繁,提出了一種基于雙端口RAM通訊結構的上下位機交互方式,實現(xiàn)了上下位機信息的高速、穩(wěn)定通訊;且完成了基于雙端口RAM上下位機通訊結構的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構設計。2.針對目前高速數(shù)控加工軌跡規(guī)劃中存在的一些關鍵問題進行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法,當高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時,在拐角過渡時能獲得很好的速度響應和較小的輪廓誤差;還提出了一種高速數(shù)控加工小線段的前瞻平滑算法,當高速加工多段微小直線段時,能夠優(yōu)化規(guī)劃多段微小線段的加工速度
3、,有效避免了頻繁的加減速給系統(tǒng)帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。-I-上海交通大學碩士學位論文3.構建了適合本運動控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件;研究了嵌入式運動控制器引導程序的移植、嵌入式Linux內核的優(yōu)化配置以及根文件系統(tǒng)的構建。4.探討了Linux驅動程序開發(fā)的原理以及流程;并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設驅動程序開發(fā)的方法。關鍵詞:運動控制器,嵌入式系統(tǒng),ARM處理器,Linux-II-上海交通大學碩士學位論文RESEARCHONEMBEDDEDEMOTIONCONTROLLERBASEDONARMABSTRACTTheembeddedmo
4、tioncontrollerbasedonARMintegratesthetechniquesofcomputernumericalcontrol,ARM,thetrajectoryplanningalgorithmandtheembeddedoperationsystem,etc.It’sanewattempttoresearchonamotioncontrollerthatislowcostandhighcapability.TheresearchontotalmodeldesignoftheCNCsystemsoftwarebasedond
5、ual-portRAM,thetrajectoryplanningalgorithm,buildingthesystemsoftwareanddevicedriverdevelopingofthemotioncontrollerarethekeyofthisthesis.Thefollowingaretheprimaryworkandachievementsofthisdissertation.1.AimingattheinformationinteractionbetweenthePCandmotioncontrolleraretoofrequ
6、ent,acommunicationmethodbaseondual-portRAMispresentedtosatisfysuchinteration.AndthetotalmodeloftheCNCapplicationsoftwarebasedondual-portRAMisdesigned.2.Somekeyproblemsofthetrajectoryplanninginhigh-speedCNCmachinefieldisdeeplystudyedandtheresearchfindingsarepresented.Asmoothin
7、galgorithmforhigh-speedmachiningatcornerispresentedtomakefeedspeedsmoothalongthecorneroftwoadjoiningmovestoprotect-III-上海交通大學碩士學位論文machinetoolsandassurethemachiningqualityandtheefficiency.Whenmachiningsmalllineblockswithhigh-speed,theefficiencyistoolowandthemachinetoolsisshoc
8、kedwithspecialseverity,alooa-aheadsmoothingalgorithmispresented.3.Bu