文档介绍：武汉科技大学
硕士学位论文
基于Linux的嵌入式数控系统底层软件设计
姓名:孙程建
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:闵华松
20070320
武汉科技大学硕士学位论文摘要数控系统是一个复杂的控制系统,特别对于高端的数控系统,它不仅仅要求数控机床具有高加工精度、高可靠性和对复杂曲线的计算能力,而且也要求能给用户提供人性化的操作界面,因此,数控系统是一个计算机科学和机电系统相结合的复合体。本研究课题以北京航空航天大学为广州数控设备有限公司研发的五轴数控系统作实践平台,本论文以该五轴数控系统为出发点,研究基于那度胧绞叵低车撞闳砑计。该数控系统采用嵌入式体系架构,在教ㄉ希浦了僮飨低常捎肕提供人机交互界面。在嵌入式数控系统中,底层软件起着承上启下的作用,是下层硬件电路和上层应用程序纾翰宀埂⒁肼氲之间的纽带,底层软件的方案关系到电路的设计方法,其方案的优劣,又关系到上层应用程序的稳定性和执行效率,因此底层软件在整个系统中有着重要的地位。本文从以下四个方面阐述该数控系统底层软件的设计。一、数控系统是一个多任务和强实时性并存的系统,在目前的数控系统中,对此问题的解决方案主要有僮飨低澈蚅两种。本文从内存管理、进程调度等方面深入分析了蚏的优劣,论述了桨傅目尚行裕⑾晗覆述了强实时性和弱实时性模块的划分方法。二、为了使弱实时性模块和强实时性模块能分别在虳上协调运行,本文分析了和挠布涌冢軩姆梦适毙颍杓瞥鯝和娜三、为了给用户提供良好的人机交互界面,在低持幸浦擦薓作图形界面。本文分析了胗布慕涌谠恚尤嘶涌谟布杓瞥龇ⅲ隽薓的移植,以及相应的撞闱氖迪址椒ā四、是与伺服驱动器之间的桥梁,本文详尽论述了控制逻辑的实现,通过,实现虳对伺服驱动器等进行闭环控制。逑导芄沟木窒蓿銮苛讼低彻δ埽忧苛瞬宀乖怂隳芰Γ墒视糜诖笮〖庸ぶ心数控系统。目前,该五轴数控系统控制部分的软硬件开发工作已基本完成,现处于完善关键词:豍第件通讯方案。本文所论述的体系架构,突破了以前的阶段。驱动程序
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武汉科技大学硕士学位论文第:珻,,現琇
武汉科技大学硕士学位论文第一章引言控制礁鼋渍濉啊J叵低骋泊拥谝淮捎玫缱庸芷穑瞬捎镁骞堋⑿」婺研究意义自年诞生第一台数控机床起,数控机床的发展经历了数字控制、计算机数字集成电路、小型计算机技术,到年左右发展到采用微处理器的专用阶段。年代初期,数控系统迸入基于机的阶段。基于机的数控系统址治R韵录钢掷度隢在传统的专用中简单地嵌入技术,可以共享一些计算机的软硬件资源,而计算机只参加辅助编程、分析、监控、生产管理和工艺编制等工作。由于这种数控系统的部分仍是专用结构,用户无法进入数控系统的核心,所以属于初步开放的数控系统。这是完全采用机为硬件平台的数控系统,运动控制ㄖ峥刂坪突猜呒刂功能由配有专用控制芯片的独立的运动控制器完成,通常以插件螴或芟标准问降挠布蛲ü缌拥那度胧较低呈迪帧T硕刂迫砑蒒躺杓疲用户无法修改。只是的上层软件赜镅越馐推鳎嘶缑娴以操作系统纾为平台,因此这种数控系统只是在上位机层面上实现了开放性【俊这是完全采用机软件控制的一种数控系统,它把运动控制器以应用软件的形式实现,这是一种最新开放体系结构的数控系统,能够提供给用户最大的选择和灵活性,已经成为新一代闹髁鳌众所周知,目前最常用的烂娌僮飨低呈嵌嘞叱獭⑶老榷嗳挝竦徊僮系统,实时性比较差。而实时控制又是数控系统的关键所在,它决定了数控机床的加工速度和加工精度。因此有些数控系统采用原始的僮飨低匙魑H砑教ǎ梢月阋般的实时性要求。但是,运行在实模式下的位单任务的僮飨低趁挥蟹⒒映位机的优势,而且应用程序受内存限制,并可直接对硬件操作,系统可靠性也很难保证】。,数控系统逐渐朝嵌入式方向发展。嵌入式系统是近年发展最快的技术之一,它一般由微电子芯片和嵌入在存储器里的操作系统等构成。嵌入式系统历经了坏テ弧淮砥鞯墓獭鞠啊H缃褚磺度胧酱砥鞯那度胧较第型【浚度隤全软件型的价格又比较昂贵,不利于在数控机床行业的普及。
武汉科技大学产品如下【】:统,不但发挥了成本低、体积小的特点外,还提高了集成度和可靠性,再配以具有浮点运算功能的芄辉谛阅芊矫娼咏黀氖叵低常杀痉矫姹萈偷亩唷】。因此,最近几年嵌入式数控技术开始在数控领域崭露头角。另外,从数控系统发展的规律以及市场上的系统来看,走嵌入式系统的道路是个正确的选择。世界上著名的系统厂商都采用嵌入式系统的道路:如⑽靼嘌繤日本松下、法国⑽髅抛硬捎肞呛诵哪?椋故遣捎们度胧浇峁梗琍实现系统的管理和界面功能O衷诤芏喑滔嗉掏瞥隽舜蠵氖叵低常呛诵模块还是基于嵌入式的,因为的可靠性很难保证,尤其在