基于ARM的嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動控制器的研究.pdf

1、數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的核心，對機(jī)電工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的作用。隨著當(dāng)今微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大量高性能嵌入式處理器應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)，從而使數(shù)控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了嵌入式數(shù)控的階段。嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的開放性、模塊化和可重構(gòu)設(shè)計是這幾年數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向。
　　 本論文首先從課題背景出發(fā)，研究了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，深入探討了嵌入式技術(shù)和可重構(gòu)技術(shù)及其應(yīng)

2、用，并在此基礎(chǔ)上提出了基于ARM構(gòu)建嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)采用32位ARM嵌入式微處理器與運(yùn)動控制芯片STM32F103+FPGA的主從式雙ARM并行的控制模型。本文主要完成了系統(tǒng)的硬件平臺電路設(shè)計、硬件模塊實現(xiàn)和板級調(diào)試，運(yùn)動控制算法在FPGA上的實現(xiàn)以及搭建嵌入式Linux數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺等工作。本課題的主要研究內(nèi)容有以下幾個方面：
　　 1、深入了解運(yùn)動控制理論、運(yùn)動控制方法，研究伺服系統(tǒng)控制過程及其結(jié)構(gòu)組成，并對

3、機(jī)械進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及MATLAB仿真，為進(jìn)一步開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動控制器作理論基礎(chǔ)。
　　 2、開發(fā)基于ARM的嵌入式可重構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路，分為三大部分：主ARM處理器電路部分、運(yùn)動控制電路部分和兩者之間通過雙口RAM通訊的電路部分。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法，各功能模塊可以根據(jù)不同的應(yīng)用對象和加工需要等條件進(jìn)行裁減、組合，并利用STM32的IAP和FPAG的ISP技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)軟硬件可重構(gòu)。
　　 3、研究運(yùn)動