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传统运动控制系统的通信主要依赖于现场总线技术,其实时性、可靠性、稳定性和开放性很难满足现代制造业的发展需求。实时工业以太网将标准以太网应用在工业控制领域,有效地提高了运动控制系统的实时性和稳定性。本文在深入比较分析各种实时以太网的基础上,选择了当今开放性最好的实时工业以太网一-Ethernet POWERLINK作为研究对象,采用Linux系统作为实现平台,对POWERLINK通信技术的实现与应用进行了研究。本文研究内容包括以下几个部分：1.深入研究了实时内核RTAI系统结构,并将其移植到Linux系统中。利用实时内核RTAI来管理所有的硬件中断,对Linux系统进行了硬扩展,实现了RTAI/Linux硬实时操作系统,并且验证了RTAI/Linux系统的硬实时性,为POWERLINK协议的实现提供了可行的操作平台。2.根据POWERLINK的协议架构和硬件实现平台,制定出了移植的整体方案。详细分析openPOWERLINK源代码,系统地介绍了POWERLINK的工作原理、协议组成和网络管理状态机的工作流程,结合Linux内核网络架构,采取内核移植的方式,在Linux系统上实现POWERLINK协议。3.在Linux系统上实现了一个POWERLINK主站。结合硬件半台和openPOWERLINK底层模块代码,修改了openPOWERLINK协议的时钟驱动模块代码、设计了中断服务程序和共享缓存,最后将openPOWERLINK协议和Linux网络接口Socket进行绑定。4.将已实现的POWERLINK主站应用在伺服控制系统中,监测其通信抖动、同步性和稳定性。利用网络诊断工具WireShark详细地跟踪验证启动过程,然后对POWERLINK的其他性能进行验证。其一,将已实现的POWERLINK主站应用到二维伺服运动平台中,实现圆弧插补。其二,检测了POWERLINK协议的通信抖动。其三,将POWERLINK主站与多个从站长时间通信,监测网络通信的稳定性和同步性。实验结果证明,基于Linux的POWERLINK协议具有良好的同步性和稳定性。