基于FPGA的多轴运动控制器设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-25页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 运动控制器简介 | 第11页 |
| 1.2.2 运动控制器的发展 | 第11-14页 |
| 1.2.3 多轴运动控制器的现状 | 第14-15页 |
| 1.3 相关技术介绍 | 第15-23页 |
| 1.3.1 FPGA概述 | 第15-16页 |
| 1.3.2 SOPC技术 | 第16-17页 |
| 1.3.3 NIOSⅡ处理器系统 | 第17-20页 |
| 1.3.4 开发工具与设计流程 | 第20-23页 |
| 1.4 本文研究的主要内容 | 第23-25页 |
| 第二章 步进电机加减速控制及算法实现 | 第25-40页 |
| 2.1 步进电机概述 | 第25-30页 |
| 2.1.1 步进电机的分类 | 第26页 |
| 2.1.2 步进电机的控制方式 | 第26-27页 |
| 2.1.3 项目所选电机的具体参数 | 第27-30页 |
| 2.2 步进电机加减速控制 | 第30-35页 |
| 2.2.1 直线型加减速控制方法 | 第31-32页 |
| 2.2.2 指数加减速控制方法 | 第32-33页 |
| 2.2.3 S型加减速控制方法 | 第33-35页 |
| 2.3 加减速算法的实现 | 第35-39页 |
| 2.3.1 脉冲的获得 | 第35-36页 |
| 2.3.2 算法控制流程 | 第36-37页 |
| 2.3.3 加加速度的控制 | 第37-39页 |
| 2.3.4 程序实现 | 第39页 |
| 2.4 小结 | 第39-40页 |
| 第三章 多轴运动控制器硬件设计 | 第40-59页 |
| 3.1 硬件总体设计 | 第40-41页 |
| 3.2 NIOSⅡ处理器系统设计 | 第41-52页 |
| 3.2.1 处理器的选择 | 第41-42页 |
| 3.2.2 工程的建立 | 第42-44页 |
| 3.2.3 NIOSⅡ软核处理器的定制 | 第44-46页 |
| 3.2.4 并行输入输出(PIO)内核 | 第46-48页 |
| 3.2.5 定时器内核 | 第48-50页 |
| 3.2.6 SDRAM控制器内核 | 第50页 |
| 3.2.7 EPCS控制器内核 | 第50-51页 |
| 3.2.8 NIOSⅡ软核的形成 | 第51-52页 |
| 3.3 PLL的配置 | 第52-53页 |
| 3.4 引脚的分配 | 第53-54页 |
| 3.5 硬件系统的设置和编译 | 第54-56页 |
| 3.5.1 硬件系统设置 | 第54-55页 |
| 3.5.2 硬件系统的编译 | 第55-56页 |
| 3.6 程序下载 | 第56-58页 |
| 3.7 小结 | 第58-59页 |
| 第四章 多轴运动控制器软件设计 | 第59-72页 |
| 4.1 硬件抽象层(HAL)系统库 | 第59-60页 |
| 4.1.1 system.h文件 | 第60页 |
| 4.1.2 HAL的数据类型 | 第60页 |
| 4.2 程序设计与实现 | 第60-66页 |
| 42.1 程序常量设计 | 第61-62页 |
| 4.2.2 初始化模块 | 第62-63页 |
| 4.2.3 中断响应模块 | 第63-65页 |
| 4.2.4 异常告警模块 | 第65-66页 |
| 4.3 电机运动编程实现 | 第66-71页 |
| 4.3.1 电机速度的控制 | 第68-69页 |
| 4.3.2 电机加速度的控制 | 第69-70页 |
| 4.3.3 电机位移的控制 | 第70-71页 |
| 4.4 小结 | 第71-72页 |
| 第五章 运动控制器在3P-6SS机构中应用 | 第72-90页 |
| 5.1 3P-6SS机构 | 第72-74页 |
| 5.1.1 3P-6SS机构简介 | 第72-73页 |
| 5.1.2 3P-6SS机构的向量分析方法 | 第73-74页 |
| 5.2 3P-6SS机构的平移转化分析方法 | 第74-81页 |
| 5.2.1 确定性分析 | 第75-76页 |
| 5.2.2 反解算法 | 第76-79页 |
| 5.2.3 运动域分析 | 第79-80页 |
| 5.2.4 导轨长度分析 | 第80-81页 |
| 5.3 控制原理 | 第81-83页 |
| 5.3.1 电机同步控制 | 第81-82页 |
| 5.3.2 控制算法的实现 | 第82-83页 |
| 5.4 插补理论 | 第83-86页 |
| 5.4.1 插补理论介绍 | 第83页 |
| 5.4.2 匀速轨迹的插补算法 | 第83-84页 |
| 5.4.3 插补算法的实现 | 第84-86页 |
| 5.5 轨迹规划 | 第86-89页 |
| 5.6 小结 | 第89-90页 |
| 第六章 总结与展望 | 第90-92页 |
| 6.1 总结 | 第90-91页 |
| 6.2 展望 | 第91-92页 |
| 参考文献 | 第92-95页 |
| 附录1 | 第95-96页 |
| 附录2 | 第96-101页 |
| 附录3 | 第101-103页 |
| 致谢 | 第103-104页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第104页 |
