| 摘要 | 第3-4页 |
| abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 工业以太网 | 第10-14页 |
| 1.2.1 工业以太网技术 | 第10-12页 |
| 1.2.2 几种实时工业以太网 | 第12-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第16-17页 |
| 2 实时工业以太网EtherCAT总线及其关键技术 | 第17-35页 |
| 2.1 概述 | 第17页 |
| 2.2 EtherCAT系统结构 | 第17-20页 |
| 2.2.1 EtherCAT运行原理 | 第17-18页 |
| 2.2.2 EtherCAT拓扑结构 | 第18-19页 |
| 2.2.3 EtherCAT主站结构 | 第19-20页 |
| 2.2.4 EtherCAT从站结构 | 第20页 |
| 2.3 EtherCAT数据链路层 | 第20-27页 |
| 2.3.1 EtherCAT数据帧结构 | 第20-22页 |
| 2.3.2 EtherCAT报文寻址 | 第22-23页 |
| 2.3.3 FMMU | 第23-24页 |
| 2.3.4 分布时钟及同步算法 | 第24-27页 |
| 2.4 通信模式 | 第27-30页 |
| 2.4.1 周期性过程数据通信 | 第27-28页 |
| 2.4.2 非周期邮箱数据通信 | 第28-30页 |
| 2.5 状态机 | 第30-31页 |
| 2.6 应用层协议 | 第31-32页 |
| 2.7 本章小结 | 第32-35页 |
| 3 EtherCAT主/从站通信控制器的设计及实现 | 第35-55页 |
| 3.1 概述 | 第35页 |
| 3.2 数控系统通信系统设计需求 | 第35-36页 |
| 3.3 EtherCAT主/从站控制器硬件方案介绍 | 第36-37页 |
| 3.4 主/从站通信控制器系统架构设计 | 第37-39页 |
| 3.4.1 主站控制器体系架构设计 | 第37-38页 |
| 3.4.2 从站控制器体系架构设计 | 第38-39页 |
| 3.5 EtherCAT主/从站通信控制器开发 | 第39-51页 |
| 3.5.1 协议板卡ComX的研究及驱动 | 第40-41页 |
| 3.5.2 EtherCAT主/从站的配置 | 第41-44页 |
| 3.5.3 EtherCAT总线及协议模块自身的配置 | 第44-46页 |
| 3.5.4 协议模块状态机管理 | 第46-47页 |
| 3.5.5 周期性数据通信 | 第47-50页 |
| 3.5.6 非周期数据通信 | 第50-51页 |
| 3.6 EtherCAT主/从站诊断信息 | 第51-53页 |
| 3.7 本章小结 | 第53-55页 |
| 4 数控系统控制器的设计 | 第55-71页 |
| 4.1 数控系统控制器设计需求 | 第55页 |
| 4.2 控制器硬件选配及资源分布设计 | 第55-57页 |
| 4.3 运动控制器系统设计 | 第57-62页 |
| 4.4 运动控制器算法模块设计 | 第62-70页 |
| 4.4.1 算法模块及其接口 | 第62-63页 |
| 4.4.2 三次B样条非均匀插补算法 | 第63-65页 |
| 4.4.3 三次B样条实时插补算法的实现 | 第65-66页 |
| 4.4.4 曲线实时查补的精度及加减速控制 | 第66-70页 |
| 4.5 本章小结 | 第70-71页 |
| 5 系统测试及应用 | 第71-81页 |
| 5.1 测试系统介绍 | 第71页 |
| 5.2 EtherCAT协议的诊断 | 第71-74页 |
| 5.3 EtherCAT主/从站的测试 | 第74-80页 |
| 5.3.1 测试平台介绍 | 第74-75页 |
| 5.3.2 EtherCAT主/从站通信性能测试结果及分析 | 第75页 |
| 5.3.3 B样条插补算法和通信系统测试试验及结果分析 | 第75-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 6 总结与展望 | 第81-83页 |
| 6.1 总结 | 第81-82页 |
| 6.2 展望 | 第82-83页 |
| 致谢 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-89页 |
| 硕士研究生在读期间的研究成果 | 第89页 |
