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我们设计了一种基于数字信号处理器DSP(ADSP281)和复杂可编程逻辑器件CPLD的三轴运动控制器KDMC 300-S。这种以高速DSP芯片为核心的运动控制系统,能大大提高系统的采样频率,同时能实现更复杂的运动轨迹规划和更先进的控制算法。由于硬件组成上使用了CPLD可编程逻辑器件,使该控制系统集成度更高,可靠性更好,也便于控制器的开发和改型。 KDMC300-S在硬件上的特点:1、支持ISA总线、PC104总线和RS232串口三种接口;2、自带有20个键的小键盘和24个数码显示管,所以KDMC300-S可以不接PC机而独立工作;3、3个原点信号接口和6个限位开关接口;4、3个仿真信号的输入接口。 KDMC300-S在控制器设计上,以数字PID控制为基础并综合了其它先进的控制算法。其特点如下:1、采用了积分分离算法抑制积分控制环节的副作用;2、采用了微分先行算法和不完全微分法抑制了微分控制环节的副作用;3、可以设置输出死区来提高或减弱控制的频繁作用;4、采用了速度前馈和加速度前馈的二自由度调节器来提高系统的跟踪性能;5、有可选的速度环调节器;6、对摇摆运动的振幅可以进行规划和补偿。 在对控制系统进行大量的仿真和实验的基础上,我们还给出了控制器参数整定的步骤。开发了通用性和可移植性好的运动控制库函数的动态链接文件。开发了对以KDMC300-S为控制器组成的控制系统的运动状态监控的Windows程序,可以实时显示运动位置误差曲线和速度误差曲线,极大的方便了控制系统的调试和监控。