基于DSP的运动控制器的研究与实现

发布时间：2023-01-04 18:52

　　在同步辐射装置中，运动控制是光束线站建设、稳定运行、用户顺利开展实验的重要技术保障。它主要是通过控制单色器、压弯机构等相关设备上的电机位置，为用户实验提供能量、通量、光斑大小、光斑位置等满足要求的同步光。上海光源光束线站上的设备涉及国内外十几个厂家的产品，不同厂家、不同设备及对设备不同的物理要求，应用的运动机构不尽相同，因此每条光束线上除了通用的8轴步进电机控制器MAXv-8000之外，还应用了直流伺服电机控制器C-863、压电陶瓷控制器E-621等，这样导致硬件集成复杂、软件开发工作量大，同时对整个系统的运行维护带来极大不便。因此，开发应用一种标准的运动控制器，满足上海光源光束线设备各种运动机构、各种精度控制的要求，将大大简化光束线站控制的软硬件系统。 本文在充分调研了上海光源光束线站控制系统的体系结构、线站用户对控制系统要求的基础上，以美国TI（Texas Instrument，德州仪器）公司的OMAP-L138为基本平台，研究并设计了步进电机控制器的软硬件技术方案；在DSP集成开发环境CCS（Code Composer Studio）下开发了运动控制主程序、PWM脉冲输出等... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 上海光源光束线站运动控制系统
        1.1.1 上海光源简介
        1.1.2 光束线站运动控制系统
        1.1.3 运动控制器
    1.2 国外同步辐射光源的运动控制器
    1.3 本课题研究内容
    1.4 本课题研究意义
第2章 系统硬件概述
    2.1 OMAP 简介
        2.1.1 OMAP 体系结构
        2.1.2 基本特性
    2.2 SEED-DEC138 开发板
        2.2.1 OMAP-L138 处理器模块
        2.2.2 外设及接口模块
    2.3 控制器硬件结构
        2.3.1 总体结构
        2.3.2 处理器模块
        2.3.3 步进脉冲输出模块
        2.3.4 I/O 模块
        2.3.5 通信模块
    2.4 与驱动器接口电路的设计
        2.4.1 步进电机驱动器
        2.4.2 接口电路设计
第3章 DSP 运动控制器软件设计
    3.1 DSP 软件开发平台
        3.1.1 CCS 简介
        3.1.2 DSP 仿真器简介
        3.1.3 系统开发平台
        3.1.4 DSP 编程概述
    3.2 运动控制软件整体设计
    3.3 基本 I/O 功能
        3.3.1 步进脉冲信号
        3.3.2 运动方向信号
        3.3.3 辅助控制信号
        3.3.4 寻零信号
        3.3.5 限位信号
    3.4 基本定位功能
    3.5 梯形速度曲线
        3.5.1 几种加减速方法的对比
        3.5.2 梯形速度曲线程序设计
    3.6 坐标系统设计
        3.6.1 EPICS motor 坐标变换背景
        3.6.2 三种坐标系定义以及变换关系
    3.7 人机界面设计
        3.7.1 串口通信协议
        3.7.2 人机界面
第4章 实验室测试
    4.1 基本功能测试
        4.1.1 测试平台
        4.1.2 功能测试
    4.2 定位精度测试
        4.2.1 测试平台
        4.2.2 测试结果
第5章 总结及展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
硕士期间发表论
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DSP与FPGA的运动控制器研究[J]. 周国娟,金红莉,苏福根.  电子设计工程. 2012(19)
[2]几种步进电机加减速方法的对比研究及其应用[J]. 黄兆斌,黄云龙,余世明.  机电工程. 2011(08)
[3]基于DSP的伺服运动控制器研究与开发[J]. 范庆彬.  自动化技术与应用. 2008(06)
[4]运动控制技术发展与展望[J]. 吴琳,谭营,唐建.  机床与液压. 2007(07)

硕士论文
[1]基于OMAP-L138的嵌入式运动控制器的研究[D]. 付浩.广东工业大学 2013
[2]OMAP多核软件无线电平台设计与实现[D]. 赵贤.电子科技大学 2010



本文编号：3727752