基于实时以太网的网络化数控系统高精度时钟同步和短周期通信

发布时间：2018-01-29 00:07

  本文关键词： 环形实时以太网 数控系统 协同运动 即时信息控制机制 同步频率 点对点周期通信 插补频率　出处：《计算机集成制造系统》2015年10期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为提高基于环形实时以太网的网络化数控系统的协同运动精度,提出一种即时信息控制机制,以缩短帧在网络中的传播完成时间,并应用该机制对IEEE 1588协议进行提升同步频率的优化处理,以实现提升时钟同步精度的目标。为了满足同步频率提升对时钟同步补偿的要求,提出时钟偏移和时钟漂移分离补偿算法。同时应用该机制对基于时间片规划的点对点周期通信进行提升插补频率的优化处理,以提升轮廓精度。通过实验表明,该机制显著提升了网络化数控系统的时钟同步精度和轮廓精度。
[Abstract]:In order to improve the cooperative motion accuracy of networked NC system based on ring real time Ethernet, an instant information control mechanism is proposed to shorten the transmission time of frame in the network. This mechanism is used to optimize the synchronization frequency of IEEE 1588 protocol to achieve the goal of improving the precision of clock synchronization. A compensation algorithm for clock offset and clock drift is proposed, and the algorithm is applied to improve the interpolation frequency of point-to-point periodic communication based on time slice planning, in order to improve the contour accuracy. This mechanism improves the precision of clock synchronization and contour of networked NC system.
【作者单位】： 南京航空航天大学机电学院;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NS2014052) 江苏省科技支撑计划资助项目(BE2011182) 江苏省重大科技成果转化专项资金资助项目(BA2007034)~~
【分类号】：TG659;TP393.11
【正文快照】： 0引言随着工业自动化和现代制造系统的不断发展,基于通用总线的网络化控制系统(Networked Con-trol System,NCS)得到了广泛运用,其中网络化数控系统(networked CNC system)作为一种特殊的NCS应用在数控加工领域。自实时以太网(Real-Time Ethernet,RTE)继现场总线技术被提出来

【参考文献】

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1 张向利;唐小琦;陈吉红;;基于以太网的数控系统实时通信和时间同步[J];计算机集成制造系统;2008年06期

2 姬帅;胡天亮;张承瑞;;基于实时以太网的高速精插补算法及其实现[J];计算机集成制造系统;2012年10期

3 任丰原;董思颖;何滔;林闯;;基于锁相环的时间同步机制与算法[J];软件学报;2007年02期

4 魏丰;孙文杰;;IEEE-1588协议时钟同步报文的精确时间标记方法研究[J];仪器仪表学报;2009年01期

5 黄文君;遇彬;;基于FPGA的精确时钟同步方法[J];浙江大学学报(工学版);2007年10期

【共引文献】

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2 张艳;韩雁;霍明旭;陈金龙;廉玉平;;基于EPA协议的精确时钟同步方法[J];传感技术学报;2009年07期

3 崔丽珍;于m$;;基于ZigBee的无线交通同步控制系统的设计与实现[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年01期

4 冯彬;;一种综合模块化航空电子系统时间同步方法[J];电讯技术;2011年03期

5 李本亮;王厚军;师奕兵;李力;闫斌;;基于PTP的无线分布式测试系统时钟同步研究[J];电子科技大学学报;2010年04期

6 高志远;徐美强;吴罡明;;一个高精度网络对时软件的设计和实现[J];电力系统自动化;2010年12期

7 黄世年;佟为明;;精确时钟同步协议的以太网实现方法[J];低压电器;2010年11期

8 吴树奎;王家礼;詹劲松;;LXI仪器系统时钟同步算法分析与实现[J];电子测量与仪器学报;2010年07期

9 张利;李县军;王跃飞;;汽车CAN网络时钟同步方法研究[J];电子测量与仪器学报;2011年02期

10 李连;孙利民;刘燕;;移动传感器网络的一种基于自适应扩散的时间同步协议[J];高技术通讯;2009年08期

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1 叶雪;孙燕;;一种低能耗的时间同步扩散协议[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集（二）[C];2008年

2 李启宗;周侗;;一种面向运动控制领域的时钟同步算法的分析与NCNET网络实现[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年

3 陈光华;贺春;张道农;;IEEE 1588精确时钟同步协议在智能变电站过程层采样同步技术中的应用研究[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

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2 何王勇;数控机床双轴同步控制技术研究[D];华中科技大学;2011年

3 李立;无线传感器网络时间同步算法研究[D];清华大学;2010年

4 张继荣;基于SDH的时间传递方法研究[D];中国科学院研究生院（国家授时中心）;2008年

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6 陈健;以太分组网络时钟同步技术研究及应用[D];上海大学;2008年

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3 赵飞翔;EPA-FRT及其在运动控制中的应用研究[D];浙江大学;2011年

4 张建斌;基于工业以太网的列车通信网络研究[D];北京交通大学;2011年

5 李桂青;基于分簇的无线传感器网络时间同步算法研究[D];曲阜师范大学;2011年

6 王妹;EPON与WiMAX融合接入实验系统ONU核心功能的设计与实现[D];北京邮电大学;2011年

7 常夏勤;IEEE1588时间同步协议分析与实现[D];南京大学;2011年

8 卿朝廷;基于MECHATROLINK总线的多轴嵌入式数控技术研究[D];广东工业大学;2011年

9 燕洪成;传感器网络时间同步技术研究[D];中北大学;2011年

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5 王太勇;李波;万淑敏;李宏伟;;基于现场总线的可重构数控系统的研究[J];计算机集成制造系统;2006年10期

6 谢经明,陈幼平,周祖德,陈冰;SERCOS总线协议及其在数控系统中应用[J];机械与电子;2001年05期

7 徐跃;王太勇;赵艳菊;董靖川;谭斌;;基于现场总线的开放式网络化数控系统的设计[J];天津大学学报;2008年06期

8 任义,陈欣,牛连强,陈彦军;基于以太网的数控机床通信系统研究[J];微计算机信息;2005年05期

9 梁志锋;解翔;唐小琦;;基于工业以太网的网络数控系统设计及实现[J];现代制造工程;2006年01期

10 周凯,陆启建;高速高精度采样插补技术[J];中国机械工程;1998年10期

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1 范兴刚;网络控制系统若干通信网络实时特性研究[D];浙江大学;2004年

2 陈磊;从现场总线到工业以太网的实时性问题研究[D];浙江大学;2004年

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1 孙文杰;局域网时钟同步精确时间标记方法的研究[D];华中科技大学;2007年

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3 ;数控系统的发展[J];制造技术与机床;2001年08期

4 ;西门子数控系统为上海磁悬浮列车项目做贡献[J];制造技术与机床;2001年10期

5 兰诗涛,王文,戴晓华,秦兴,陈子辰;基于模块化思想的可重构数控系统初步研究[J];机电工程;2001年05期

6 朱国力,段正澄;现代数控系统的特点和发展方向[J];机械与电子;2001年01期

7 贾金艳,龙伟,黄R，

本文编号：1471940