全软件数控系统关键技术研究

【摘要】全软件数控系统只需一台PC机和I/O接口电路,即可实现包括译码、插补、位置控制等在内的所有数控功能,简化了数控系统的结构。分析了典型的三类操作系统,由于Linux系统源代码的开放性,采用Linux为数控系统的开发平台。从时钟机制和调度算法两方面对Linux进行了实时化改进：在细化时钟粒度方面,借鉴了KURT-Linux思想,将单次触发时钟模式(one-shot)引入到内核中,实现了一种混合时钟模式,可达到微秒级的定时精度；采用优先级升降法对优先级算法进行了改进,通过调节两个经验参数m和n,改变其周转时间和加权周转时间,通过多次对比,可得m、n的最优值。另外还研究了针对空间可展直纹面加工的复合插补,建立了关于复合插补的数学模型,提出了一种积分求弧长的算法,和用三角函数计算比起来时间大大减少,加工效率和插补程序的运行速度得到了大大提高。采用Qt设计了数控系统界面,可实现文本编辑、图形显示、系统状态显示、控制按钮等基本功能。对改进后的Linux进行测试,测试结果表明修改后的内核能达到微秒级的定时精度,调度算法性能明显提高。在matlab中对复合插补进行了图形仿真,仿真结果显示可实现复合插补。
【作者】刘乐；
【导师】王琨琦；
【作者基本信息】西安工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】Linux；高精度时钟；调度算法；复合插补；全软件数控系统；

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