基于A(yíng)RMS和FPGA的嵌入式數控系統設計

圖7所示為ModelSim對梯形加減速模塊的仿真結果，可以看到插補器輸出的脈沖速度曲線(xiàn)呈現梯形，輸出脈沖的頻率的大小隨速度的變化而變化，實(shí)現了電機的梯形調速。

4．3．2 S形加減速
S形加減速是指在加減速時(shí)，加速度導數為常數，速度曲線(xiàn)為S形曲線(xiàn)的加減速過(guò)程。通過(guò)控制加速度導數來(lái)避免加速度突變，減小加工過(guò)程中由于加速度突變引起的機械系統振動(dòng)。S形曲線(xiàn)速度控制可以得到平滑的速度曲線(xiàn)，但算法復雜，運算時(shí)間長(cháng)。

S形加減速中加速度相對加速度導數的變化規律相當于直線(xiàn)加減速中速度相對加速度的變化規律。如圖8所示為S形曲線(xiàn)加減速的曲線(xiàn)圖，圖中從上到下依次為速度曲線(xiàn)、加速度曲線(xiàn)以及減速度曲線(xiàn)。從圖中可以看出，正常情況下S形加減速分為：加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段和減減速段七個(gè)階段。加速度連續，調速光滑，不會(huì )導致驅動(dòng)機構的振動(dòng)和沖擊。

圖9所示為ModelSim對S形加減速模塊的仿真結果，可以看到插補器輸出的脈沖速度曲線(xiàn)呈現梯形，輸出脈沖的頻率的大小隨速度的變化而變化，實(shí)現了電機的S形調速。

5 結束語(yǔ)
本文給出了一種基于ARM和FPGA的開(kāi)放性的嵌入式數控系統，突破了傳統的計算機數控系統架構，采用ARM處理器S3C2440A和FPGA器件XC3S25 0E和μC／OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統組成的數控系統軟硬件平臺，充分利用了ARM微處理器的高速運算能力與FPGA的快速配置能力，大大減少了系統的外圍接口器件，并具有良好的穩定性、模塊化、可擴展性、可移植性等特點(diǎn)，有利于實(shí)現數控系統的開(kāi)放化和網(wǎng)絡(luò )化，有效地降低了系統成本，適合我國數控系統發(fā)展的需要，具有廣闊的應用前景。