论文以构建具有开放性和柔性的运动控制器为研究对象，结合计算机数控技术、ARM、FPGA以及嵌入式操作系统等技术，研究具有可重构性能的运动控制器的实现。研究基于ARM+FPGA运动控制器平台的硬件部分以及主要运动控制算法部...
基于FPGA可重构运动控制系统的研究
资料详细技术说明
论文以构建具有开放性和柔性的运动控制器为研究对象，结合计算机数控技术、ARM、FPGA以及嵌入式操作系统等技术，研究具有可重构性能的运动控制器的实现。研究基于ARM+FPGA运动控制器平台的硬件部分以及主要运动控制算法部分的设计与实现。其主要研究内容和所取得的研究成果如下： 首先，对当前数控系统现状以及特点进行了比较全面的分析和比较，对运动控制技术和常用的运动控制卡进行了深入的研究。在此基础上，规划了嵌入式数控系统的结构及功能模块。 其次，在上述基础上研究了功能模块的实现。主要包括加速度控制模块、脉冲宽度调制控制模块、增量式编码器位置检测模块、速度采样检测模块和插补模块。通过对运动控制器算法的建模，采用Verilog HDL硬件描述语言对模型进行描述，由此构建IP软核，并通过软件测试仿真验证其正确性，最后介绍了在FPGA芯片实现精插补的策略。 再次，结合传统PD算法，研究了在FPGA内部实现数字PID的策略，分析了伺服运动控制系统中绝对增量式数字PD数学模型，并将数字PID应用到运动控制器中。之后根据系统需求分析确定了ARM处理器芯片和FPGA芯片的选型。介绍了数控系统的嵌入式硬件实现，并结合硬件电路给出了具体的原理设计。 最后对本文的研究内容做了总结，并对基于嵌入式的高速运动控制技术的发展作了展望。
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