基于CPLD的開(kāi)放式四軸運動(dòng)控制器的設計

作為運動(dòng)控制的核心部件，運動(dòng)控制器普遍采用16位或32位微控制器，其靈活的系統集成方式和高速的指令執行速度提高了運動(dòng)控制性能、改善了控制系統的精度、增強了系統構成的靈活性。如DeltaTau公司的PMAC系列、MEI公司的XMP系列的產(chǎn)品，均采用了高速數據信號處理器（DSP）和現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）技術(shù)，一般可以控制1～8個(gè)軸。這些基于PC機總線(xiàn)的運行控制器，雖然因采用高性能微處理器在信息處理速度方面有較大的提高，并在實(shí)際應用中提供了靈活的接口，但在使用以及系統集成的時(shí)候，仍然有很多不便，如價(jià)格比較高、應用非常復雜等。并且在結構上是封閉的，只能針對某一類(lèi)型的應用，控制策略單一，很難同時(shí)滿(mǎn)足控制系統在多種應用場(chǎng)合中的要求，實(shí)際定制應用。

過(guò)去，受計算機處理能力的限制，高性能的運動(dòng)控制技術(shù)需要在板處理器如單片機或DSP上實(shí)現，一般PC機中的微處理器很難同時(shí)完成如軌跡插補運算和伺服控制運算等任務(wù)。目前PC機微處理器已經(jīng)采用了更先進(jìn)的工藝技術(shù)，信息處理能力明顯提高，可以滿(mǎn)足高速實(shí)時(shí)運動(dòng)控制的要求，硬件支持能力大在增強，并且PC機良好的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境使構造開(kāi)放式運動(dòng)控制平臺成為功可能。本文提出了一種不采用在板處理器而以PC機微處理器為控制核心的開(kāi)放式四軸運動(dòng)控制器，該運動(dòng)控制器采用ALTERA公司的復雜可編程門(mén)陣列（CPLD）EPF6016實(shí)現硬件管理功能，硬件的功能可以通過(guò)軟件配置，而應用層的功能如運動(dòng)軌跡規則和伺服控制等均由PC機完成。