一种嵌入式运动控制器的实现
嵌入式控制器软件设计
被新 的子进 程所 继 承 。新 的子进 程 同连 接 的客
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图 １ 系统 总 体 结构 框 图
户 进 行 通 信 ， 主进 程则 可 以继续 监 听和 接 收 而
事 例控 制 。
是 对 Ａ Ｍ模 块传 送 过来 的 电源 波 形 数 据 进行 Ｒ 处理 ， 并通过 Ｄ Ｃ输 出给磁 场 电源 ； Ａ 同时 ， 对 电源状 态 信 息 和 波 形 数 据 进行 回采 上 传 。在
Ｄ Ｃ波 形 数 据 的输 出过程 中 ， Ａ 由于 Ｆ Ｇ 内设 ＰＡ
（ Ｄ Ｐ正在输出电压波形 ） 此时， 即 Ｓ ， 即使 Ａ Ｍ Ｒ 应用程序发送新波形数据也不会覆盖当前正在 使用的波形数据 ， 避免 Ｄ Ｐ产生的波形与预期 Ｓ 不 符 ， 到 连 续 过 程 控 制 的 目的 。 同 时 ， Ｒ 达 Ａ Ｍ
应 用 程 序 对 下 载 到 Ｄ Ｐ内存 空 间 的数 据 也 做 Ｓ
磁场将 同步增加 。这 将要求电源控制器对磁场 电源提供 给定 电压波形 ， 已产 生相应 的加速磁 场维 持粒 子在 固定轨道上 的谐 振加速。为此 ， 于 Ａ Ｍ， Ｓ ，Ｐ Ａ等硬 件平 台 ， 基 Ｒ Ｄ Ｐ ＦＧ 采用 Ｌｎｘ编程技术 、 Ｂ ｆ ｒ ｉｕ 双 ｕ ｅ
什么是运动控制
什么是运动控制?运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。
早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的。
运动控制的基础运动控制需求在工业和医疗领域中，最常见的电动机就是步进式、有刷式以及无刷式直流电动机，但是其实还有一些其它类型的电动机。
每种电动机都需要有独立的输入信号来激励电动机，然后将电能转换成机械能。
在最广义的意义上，运动控制可以帮助你使用电动机(最大程度上满足你的应用需求)，而无需考虑所有激励电机所需的低层次的激励信号。
另外，运动控制还具备一些高级功能，因此可以基于模块搭建高效地实现指定的应用，为一些常规任务提供解决方案，如精准定位、多轴同步，以及指定速度、加速度和减速度的运动等等。
因为大多电动机的工作环境都是瞬时的，所以运动控制工具必须能够适应不同负载和动态条件，而这则需要一些复杂的控制处理算法和机械系统的反馈信息。
最后(但并不是最不重要的)，运动控制的任务一般都比较严格，而且通常其所操控的机器还可能会伤及到周围的人。
因此，运动控制中必须具备一些安全特征，如限位开关(limit switch)和I/O通道，用以收集状态信息并执行停止程序。
运动控制系统的组件下图描述了运动控制系统的基本组成部分。
图1.运动控制器是运动控制系统的核心。
你所开发的应用软件便是你应用程序中的特定部分。
应用软件定义了运动配置文件，以及特定事件触发并影响配置文件的方式。
应用软件由好几个可选的层次构成。
通常来说都包含一个用户界面程序，用以实现交互式操作。
很多运动控制应用都包含应用层，实现警报处理和数据库连接性(连接到一个SCADA系统)。
它们还通常包含由运动控制器执行的运动控制指令。
运动控制器的制造商提供了应用软件的开发环境。
根据上述内容，运动控制器创建运动配置文件。
根据这些配置文件，控制器将信号(通常是±10 V，或者步进信号与方向信号)通过放大器或者电动机驱动传到电动机。
plc是什么 什么是plc plc是什么意思
PLC是什么？什么是PLC？PLC是什么意思？很多初学者都在为一个英文缩写（PLC）而烦恼。
PLC 是什么、什么是PLC？PLC是什么意思?其实很简单、官方的定义千篇一律、我是这样理解的。
PLC是什么？PLC是一种智能控制器、是电脑（PC）.PLC就是可编程控制器。
PLC 就是可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
二十世纪六十年代美国开始推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），用来取代传统继电器控制装置，从那时起，PLC技术快速发展，在全世界范围内得到了广泛的应用。
PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC的功能也不断完善，PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
PLC作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，全世界PLC使用年增长率保持在20%～30%。
随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。
但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。
综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。
运动控制器论文
运动控制器研究1、运动控制技术及应用领域运动控制系统是一种以电力电子功率变换装置为执行机构，以电机为控制对象，通过对电机转矩、转速和转角的控制以实现预期运动轨迹目标的电气传动控制系统。
随着电机驱动技术、电力电子技术、微处理器技术以及机电一体化技术的不断发展，在20世纪90年代初，开始了对运动控制技术的研究。
运动控制技术是一个多学科交叉的研究领域，它主要以含有快速电机运动的执行机构为基础。
结合现代电力电子技术、控制理论与技术、计算机技术、传感器技术等进行全新的控制系统的设计，以达到运动控制所要求的高速、高精度的要求。
运动控制技术在国民经济和国防建设中所起的作用及其应用的范围越来越大。
归纳起来主要有以下几方面的应用。
(1)加工机械：数控机床、加工中心、激光切割机、磨床、冲压机等。
(2)机器人：焊接机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人、农业机器人、空间机器人等。
(3)半导体制造与测试：自动晶圆传递、卡带操作、电路板路径器、集成电路插装、晶圆切片机等。
(4)制造业与自动组装线：粘接分配器、绕线机、纤维光电子学玻璃推进器、高速标签印刷机、芯片组装等。
(5)航空宇宙：天线定位器、相机控制、激光跟踪装置、天文望远镜等。
(6)测试与测量：坐标检测、齿轮检测、键盘测试器、进给部分检测器、印刷电路板测试等。
(7)医疗设备：cat扫描仪、dna测试、交测量测试器、ct机、人工心脏等。
(8)材料处理设备：纸板箱升降机、装设运转带驱动器、核反应棒移动器、包装系统、食品加工机等。
2、运动控制器现状及各种实现方案运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心，以传感器为信号敏感元件，以电机、动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。
它的主要任务是根据作业的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑，数学运算，为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。
目前，运动控制器已发展成为运动控制系统中一个独立的标准部件，形成了国内外多种品牌的产品，已被越来越多的产业领域接收，并且已经达到一个引人瞩目的市场规模。
Trio运动控制卡特性及功能说明
Trio运动控制卡特性及功能说明Trio运动控制卡特性及功能说明⼀．Trio运动控制器的设计理念：Trio从1987年创⽴之初起，⼀直致⼒于运动控制器的设计研发及应⽤研究⼯作。
Trio 运动控制器的设计理念：为客户提供满⾜各类现场应⽤要求的⾼品质的运动控制器，⼆．Trio运动控制器的特性说明：1.独⽴性：Trio运动控制器从设计之初，既按照独⽴运⾏的理念为依托来设计控制器。
每⼀款控制器均可以独⽴进⾏编程，⽆需外部计算机⽽独⽴脱机运⾏。
2.可靠性：⽬前在世界上，有超过100，000台各类电机由Trio运动控制器进⾏控制运转，没有发⽣⼀例安全事故。
由Trio运动控制器组成的各个系统安全可靠的运⾏，涵盖了⼏乎⼯业⾃动化领域的各个⾏业。
3.安全性：Trio运动控制器是⼀种嵌⼊式系统，其有⾃⾝独⽴的操作系统和运⾏环境，该环境与外界彻底隔离，从原理上讲就没有遭到外界计算机病毒攻击的可能性。
4.开放性：提供⼏乎所有的各类通讯接⼝形式，可以与各类伺服驱动器、伺服电机连接，与各类计算机系统连接以及触摸屏连接等。
5.实时性：Trio运动控制器特有的嵌⼊式开发系统，可以为客户提供最底层的开发编程环境，可以为客户提供最为实时的响应特性，提⾼⽣产效率。
6.⾼精度：在脉冲（步进）⽅式控制时，可以提供最⾼2MHz的脉冲输出频率，作为伺服（模拟量）⽅式控制时，可以最⾼接收6MHz的反馈输⼊脉冲。
并且所有轴的每个伺服运算周期可到达0.25ms。
三．与台湾产的运动控制卡的功能及性能⽐较：1．控制器的结构和原理：1）台湾产各类运动控制卡原理图：图1-1 基于PC机的运动控制系统模型该图描述了⽬前市场上绝⼤多数运动控制卡的⼀个基本框图，运动控制卡作为⼀种接⼝卡插在计算机PCI插槽中，同时各个⼚商为其运动控制卡提供专⽤的各类PC系统下的驱动和接⼝程序，运动控制卡作为⼀个计算机系统与实际伺服系统的⼀个接⼝单元，实时接收来⾃计算机的指令来进⾏运动过程的处理。
一种基于Cortex-M3核心的密集架嵌入式控制器设计
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图２ ． ３ Ｈ 桥 电路
询状态命令， 并返回本列信息给固定列 ； 等待
Ｈ 桥式 电路 由四个Ｍ Ｏ Ｓ 管组 成。当导通对角线上 的一对Ｍ Ｏ Ｓ 固定列下发的控制命令， 接收到命令动作 ， 驱动 电机 运动： 调试
管时， 电机才能 正常动转， 当Ｑ ４ 和Ｑ ５ 导通时， 电机正 向旋转， 当 Ｌ Ｅ Ｄ 灯灭 。 本系统投入到实际的运用中， 达到了预期的效果。 Ｑ ３ 和Ｑ ６ 导通 时， 电机反 向旋转。 因此 ， 通过Ｍ Ｏ Ｓ 管导通与断 开控 ４ 结束语 制 电机 的转 向， 通过 脉宽的大小调节 电机的旋转速 度， 达到对 本系统设计的控制板可靠性 高， 还扩展出了Ｃ Ａ Ｎ 模块 ， 提高 了串口通信稳 定性 ， 此控制板扩展 出了Ｓ Ｔ Ｍ ３ ２ 的各 个模块 ， 不仅 ２ ． ４信息 掉 电保存设 计 仅局限于智能移动 货架 ， 还可以应 用到其它控制领域 ， 有 工业 系统在运行过程中可能会遇到突然断电的情况， 因此 设计 控制 中常用的隔离模块 ， 以太网控制模 块， 串口通信模块等 ， 使 了掉电保护功能 ， 采用Ａ Ｔ ２ ４ Ｃ ０ ２ 扩展Ｔ２ Ｋ 的存储空间。 控制器 内 用者 也可 以根 据 自己的需要 去配制 ， 也可以移植Ｕ Ｃ Ｏ Ｓ Ｉ Ｉ 系 统来 部集 成了Ｉ Ｉ Ｃ 模块， 采用Ｉ Ｉ Ｃ 与Ａ Ｔ ２ ４ Ｃ ０ ２ 通信， 相应电路如图２ ． ４ 所 控制各个模 块的进程 ， 作为更深层次 的开发和运 用， 可 以使本
（ 上接第１ ４ ２ 页）
２ ． ３电机驱动模块
块， 控制 器与触摸 屏通信 的串口模块 ， 固定列和移动列之 间通
基于STM32的CANopen运动控制主从站开发
编本学位论文。
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年解密后适用本授权书。
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学位论文பைடு நூலகம்者签名： 日期： 年 月 日
指导教师签名： 日期： 年 月
华中科技大学硕士学位论文
1.1 课题来源
1 绪论
本课题得到了以下项目的支持： （1） 武汉市科技攻关计划项目：数字化高速并条机自调匀整控制和质量监控设备，项
学位论文作者签名：
日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学
校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文
被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容
编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇
图 1-1 直接数字控制系统 由于控制系统规模日益增大，所实现的控制算法也越来越复杂，控制系统计算能力
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华中科技大学硕士学位论文
的分布化显得愈来愈重要，并且随着微电子技术与计算机技术的迅速发展，控制系统计 算能力的分布化逐渐成为可能。1975 年霍尼韦尔公司开发出世界上第一个分布式控制 系统 TDC-2000[13]，赢得美国工业控制界高度评价，TDC-2000 体现了分散控制、集中操 作的思想，分散式控制系统结构见图 1-2。
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华中科技大学硕士学位论文
图 1-3 网络化控制系统 1.3.2 运动控制总线发展历程与现状
在网络化运动控制系统中，运动控制器与数字智能驱动器之间通过串行网络来交换 控制信息及传感器信号，将控制网络集成到运动控制系统中，取代传统的点对点连线控 制。因此有很大的优势：布线成本低、便于安装、节省维护开销、传输带宽增加、有很 高的可靠性[4]，并有利于网络与设备的标准化。在应用中提高了系统的柔性，也便于实 现系统的诊断与维护。
嵌入式入门(设计与实例开发)PPT课件
可靠性框图
02
03
故障树分析(FTA)
通过可靠性框图分析嵌入式系统 的可靠性结构，确定关键件和冗 余件。
通过故障树分析找出导致系统故 障的原因和最小割集，评估系统 的可靠性和安全性。
06
嵌入式系统应用案例分 析
智能家居系统案例分析
开源硬件与软件
开源硬件和软件的发展 为嵌入式系统的设计和 开发提供了更多选择和
灵活性。
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嵌入式硬件设计
ARM处理器
ARM处理器是一种流行的嵌入式处理器架构，广泛应用于各种嵌入式系 统。
ARM处理器具有低功耗、高性能的特点，适用于各种应用场景，如智能 家居、工业控制等。
ARM处理器的选择需要根据具体应用需求来决定，如ARM Cortex-M系 列适用于微控制器应用，ARM Cortex-A系列适用于智能手机、平板电 脑等应用。
工业控制系统发展前景
探讨工业控制系统的发展趋势和未来发展方向。
医疗电子设备案例分析
医疗电子设备概述
医疗电子设备是指用于医疗领域的电子设备， 如监护仪、超声波诊断仪等。
医疗电子设备优势
分析医疗电子设备的优势，如高精度、高可 靠性、实时监测等。
医疗电子设备案例
介绍医疗电子设备的具体应用案例，如远程 医疗监护系统等。
FPGA芯片
FPGA芯片是一种可编程逻辑器件，可以通过编程 实现各种数字逻辑功能。
FPGA芯片具有高度的灵活性，可以根据实际需求 进行定制，实现各种复杂的数字逻辑功能。
FPGA芯片广泛应用于通信、图像处理、雷达等领 域，可以大大提高系统的性能和可靠性。
嵌入式微控制器
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一种嵌入式运动控制器的实现
本文选用DSP与FPGA作为运动控制器的核心部件，设计了通用型运动
控制器。其中DSP用于运动轨迹规划、速度控制及位置控制等功能;FPGA完
成运动控制器的精插补功能，用于精确计算步进电机或伺服驱动元件的控制
脉冲，同时接收并处理脉冲型位置反馈信号。本文对该运动控制器的总体结
构、硬件设计和软件设计进行了描述。
1 系统总体设计
运动控制器的总体性能指标为：作为一个单独的运动控制器使用，控
制信号采用数字量方式输出，能控制四轴的伺服电机;最高脉冲输出频率为
4MP/s，能处理的编码器反馈信号最高频率为4MP/s;能接收和处理4路编码
器反馈信号;可以处理原点信号、正负方向信号、到位信号以及急停信号等数
字量输入信号;提供16路数字量输出信号和16路数字量输入信号接口。运动
控制器采用DSP与FPGA芯片作为主控芯片，主要包括DSP模块、FPGA模
块、FPGA外围电路模块和数字量输入输出接口模块。
采用基于DSP与FPGA的运动控制器，能够实时完成复杂的轨迹运
算，而且利用DSP的高速数字信号处理功能和FPGA功耗低、主频高的优