基于MCX314裁床的运动控制器设计

【摘要】随着科技的发展，人们对皮革产品的需求日益加大，对皮革的品质要求也日益提高。而我国皮革发展还仍然处于传统的人工裁剪或简单的半人工简单机械辅助加工方法。无论是在效率，还是利用率以及工艺品质都有很大缺陷。NOVA公司的专用运动控制芯片MCX314，具有内置的两轴直线插补和圆弧插补以及三轴直线插补模块、方便的专用IO接口以及通用输入输出模块等等。它具有开发容易、周期短等优势。本课题采用DSP配合MCX314的方式设计用于皮革裁剪的运动控制器。由DSP完成命令发送、状态跃迁以及上下位的通讯等任务，由MCX314完成运动包括插补运动的脉冲输出，IO检测以及编码器的位置检测等工作。本课题将搭建实验平台，针对裁床运动控制系统，以运动控制器作为主要研究对象，自行设计以专用运动控制MCX314为核心的运动控制卡。以实用性高、便于维护、可操作性强为主要的软件设计原则，利用模块化、层次化的设计思想对其软件系统进行实现以及调试完成运动控制器的设计。同时本课题对增量式光电编码器的速度测量方法进行研究和改进，在通用的M/T法的基础之上，提出了一种基于可编程逻辑器件（FPGA）的速度动态估算方法。利用FPGA的高效的数字信号处理能力，将增量式光电编码器反馈信号进行四倍频细分，用VerilogHDL语言编程设计时间阀门、计数等相关模块。利用小数估计不完整脉冲的思想，采用动态的速度估算方法估算速度值，通过一阶低通滤波器滤波得到结果。研究结果表明此方法无论在低速还是高速情况下，测量的精度都有所提高，而且测量的滞后减小可以控制在一定范围内。最后本课题利用动态的速度测量方法，对运动控制器的如L速度曲线等功能进行测试。实验结果表明，基于MCX314的运动控制器性能稳定、可靠性好较高。
【作者】马泽；
【导师】胡旭东；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】裁床；MCX314；DSP；运动控制系统；FPGA；速度估算；

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