用于柔性定位单元的多轴运动控制FPGA设计
| 摘要 | 第2-3页 |
| Abstract | 第3-4页 |
| 1 绪论 | 第7-16页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第7-11页 |
| 1.1.1 汽车焊装的柔性定位系统 | 第7-9页 |
| 1.1.2 柔性定位单元多轴运动控制存在的问题 | 第9-10页 |
| 1.1.3 基于FPGA的多轴运动控制 | 第10-11页 |
| 1.2 多轴运动控制的发展 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外的相关研究概况 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内的相关研究概况 | 第12-13页 |
| 1.2.3 多轴运动控制器基本架构对比 | 第13-14页 |
| 1.2.4 多轴运动控制器的插补方式 | 第14-15页 |
| 1.3 本文研究的主要工作 | 第15-16页 |
| 2 多轴运动控制的总体设计 | 第16-20页 |
| 2.1 开发过程和阶段 | 第16-17页 |
| 2.2 性能指标和精度控制 | 第17-19页 |
| 2.2.1 性能指标 | 第17页 |
| 2.2.2 精度控制 | 第17-18页 |
| 2.2.3 控制基准 | 第18-19页 |
| 2.3 芯片级、板级、设备级电路划分原则 | 第19页 |
| 2.4 小结 | 第19-20页 |
| 3 基于FPGA的芯片级电路设计 | 第20-40页 |
| 3.1 主要元器件 | 第20-21页 |
| 3.2 FPGA设计的原则 | 第21页 |
| 3.3 芯片级功能规划 | 第21-24页 |
| 3.4 时序和逻辑功能模块的设计 | 第24页 |
| 3.5 空间直线插补功能模块的设计 | 第24-26页 |
| 3.5.1 空间直线插补算法推导 | 第24-25页 |
| 3.5.2 空间直线插补算法验证 | 第25-26页 |
| 3.5.3 空间直线插补功能模块 | 第26页 |
| 3.6 空间圆弧插补功能模块的设计 | 第26-35页 |
| 3.6.1 空间圆弧插补算法推导 | 第26-31页 |
| 3.6.2 空间圆弧插补算法验证 | 第31-32页 |
| 3.6.3 空间圆弧插补功能模块 | 第32-35页 |
| 3.7 插补速度模块的设计 | 第35-36页 |
| 3.8 外围辅助信号接口模块的设计 | 第36-38页 |
| 3.9 基于Verilog的电路可靠性设计 | 第38页 |
| 3.10 小结 | 第38-40页 |
| 4 板级和设备级平台设计 | 第40-46页 |
| 4.1 板级功能介绍 | 第40页 |
| 4.2 板级外围电路设计 | 第40-43页 |
| 4.2.1 脉冲输出电路 | 第41-42页 |
| 4.2.2 编码器接口电路 | 第42页 |
| 4.2.3 开关量输入/输出接口电路 | 第42-43页 |
| 4.2.4 板级电路的可靠性设计问题 | 第43页 |
| 4.3 设备级平台设计 | 第43-45页 |
| 4.4 小结 | 第45-46页 |
| 5 测试过程设计 | 第46-48页 |
| 5.1 硬件描述语言的仿真测试 | 第46-47页 |
| 5.2 板级电路的信号测试 | 第47页 |
| 5.3 运动控制性能测试 | 第47页 |
| 5.4 小结 | 第47-48页 |
| 结论 | 第48-50页 |
| 参考文献 | 第50-52页 |
| 附录A 空间圆弧算法推导过程涉及的公式 | 第52-54页 |
| 附录B 验证空间直线的Matlab代码 | 第54-56页 |
| 附录C 验证空间圆弧的Matlab代码 | 第56-57页 |
| 附录D 空间直线插补Verilog代码 | 第57-61页 |
| 附录E FPGA空间直线插补的RTL级视图 | 第61-65页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第65-66页 |
| 致谢 | 第66-68页 |
