基于DSP+CPLD 可重構數控系統的設計與仿真

　　在一個(gè)周期內產(chǎn)生的四倍頻計數脈沖輸出S，方向判別信號J，通過(guò)一個(gè)16 位可逆計數就可以實(shí)現對伺服裝置的位置檢測，實(shí)現位置伺服控制系統的控制。

　　3、控制算法的設計

　?。?）.控制模型

　　數控機床的最高運動(dòng)速度、跟蹤精度、定位精度等重要指標均取決于驅動(dòng)及位置控制系統的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能。因此，研究與開(kāi)發(fā)高性能的驅動(dòng)系統及位置控制系統，一直是研究數控機床的關(guān)鍵技術(shù)之。日前數控機床位置伺服控制仍然普遍應用經(jīng)典控制方法，如比例型或比例一積分型等算法，其優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)便，易于實(shí)現，但存在著(zhù)控制參數的適應性差、抗十擾能力不強等缺陷。為了適應制造業(yè)對高效率地生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品日標的追求以及對形狀愈來(lái)愈復雜零件的加工需要，要求不斷地改善與提高位置伺服系統的穩態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應特性，對系統參數變化的自適應性和抗干擾性，因而采用并發(fā)展先進(jìn)的控制技術(shù)是必然趨勢?？上У氖?，目前提出的諸多控制算法中，具有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)極少，主要表現在:①受算法計算量等限制，難以滿(mǎn)足控制的實(shí)時(shí)性要求;②控制理論在參數設計及穩定性分析等方面不完善;③建模誤差對控制品質(zhì)的限制。

　　本文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的自學(xué)習功能，設計了一種在線(xiàn)單神經(jīng)元PID 與CMAC 并行控制智能型位置控制器，并將之用到數控系統的實(shí)時(shí)控制中，取得了很好的控制效果，控制模型結構如圖：

　?。?）仿真和實(shí)現

　　采用的單神經(jīng)元PID及CMAC 相結合的復合控制算法，完成對位置伺服控制器典型輸入斜坡輸入響應的仿真實(shí)驗。圖5 是位置伺服系統的單位斜坡輸入在輸入端加入10%的階躍擾動(dòng)后，兩種控制算法的輸出曲線(xiàn)圖，通過(guò)對圖形的分析，可以看出，單神經(jīng)元PID 與CMAC相結合控制算法比常規PID 控制算法有更小的跟隨誤差，和更好的抗干擾能力。這個(gè)在位置伺服控制系統中更為重要。

　　4、結束語(yǔ)

　　利用計算控制功能強大的DSP 芯片構建了數控系統平臺，應用CPLD 解決了系統不同應用場(chǎng)合邏輯電路變化的問(wèn)題，從硬件上實(shí)現了可重構性?？刂扑惴ㄝ^常規PID 控制有更好的動(dòng)態(tài)特性、控制精度、抗干擾能力，而且具有自適應功能。該系統是一種開(kāi)放的系統，可以使用戶(hù)很方便的不斷進(jìn)行軟、硬件升級，一定時(shí)間內跟上數控技術(shù)發(fā)展的步伐。