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激光准直与诊断系统控制及通信技术研究

作　者: 许瑞华
导　师: 何俊华
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 通信与信息系统
关键词: 开放式结构 通信协议 PC+运动控制器 NextMove ES 群控系统
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 68次
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内容摘要


根据“神光-Ⅲ”原型装置激光准直与诊断系统的实际应用，详细分析了“PC+运动控制器”运动控制系统的原理和体系结构，以及高级运动控制器NextMove ES的特性和使用方法。在此研究基础上，成功开发了基于“PC+运动控制器”的步进电机群控系统，实现了该原型装置光路准直与诊断的精确控制。该控制系统以NextMove ES控制器为核心，设计了群控系统的体系架构。采用RS485、RS232和CAN总线建立了群控系统各控制器间的通信通道。通过串口的通信方式，根据所设定的通信协议，实现各个FEP与下层控制器之间的通信，进而控制各步进电机的运动。 为了该群控系统操作简便，安全可靠，软件部分采用混合编程技术，底层软件采用控制器NextMove ES自身的语言——MintMT，实现了多任务MintMT编程，并向上层软件部分提供通信接口，上层软件采用VC++开发了系统应用界面和各种控制功能模块。采用超时重发机制保证控制信号通信的可靠性，并实时动态计算超时等待时间，从而提高了系统的运行效率。系统软件功能模块化设计，提高了系统的扩展性和通用性。 该群控系统在实际的“神光-Ⅲ”原型装置激光准直与诊断系统中得到了良好应用，其系统设计理念对“神光-Ⅲ”主机的开发具有重要的参考价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 背景和意义  7-9
  1.2 运动控制系统的现状及本系统采用的方案  9
  1.3 系统组成和技术要求  9-10
  1.4 论文结构安排  10-12
第二章 运动控制器的原理、结构及系统开发  12-24
  2.1 运动控制及运动控制器的分类  12-14
  2.2 运动控制器结构及其工作原理  14-16
  2.3 步进电机运动控制器原理  16-18
  2.4 几种运动控制方案比较  18-19
  2.5 操作系统及开发语言的选择分析  19-22
  2.6 “PC+运动控制器”方案的开发原则  22-24
第三章 硬件群控体系机构的设计及实现  24-37
  3.1 硬件外围执行机构  24-26
  3.2 硬件核心——NEXTMOVE ES控制器  26-31
  3.3 系统群控结构设计及实现  31-36
    3.3.1 底层运动控制器的级联  31-32
    3.3.2 电机群控框图与配置  32-33
    3.3.3 群控结构的实现  33-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 软件部分的设计与实现  37-51
  4.1 系统软件程序框图  37-38
  4.2 底层软件部分  38-47
    4.2.1 NextMove ES的软件平台Mint WorkBench v5  39-40
    4.2.2 NextMove ES自身的语言MontMT  40-42
    4.2.3 底层电机群控系统软件的实现及多任务分析  42-44
    4.2.4 底层软件的异常处理方式:查询方式  44-47
  4.3 上层软件部分  47-50
    4.3.1 软件复用  47-48
    4.3.2 软件模块  48-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章 通信部分的设计与实现  51-60
  5.1 通信协议  51-54
    5.1.1 RS-485总线和CAN总线特点  51-53
    5.1.2 通信协议  53-54
  5.2 通信模式  54-56
    5.2.1 上下层通信模式  54-55
    5.2.2 DPRAM(Dual Ported RAM，双端口RAM)通信模式  55-56
  5.3 上下层通信连接  56-57
  5.4 通信的可靠性  57-60
第六章 开发过程中的一些探讨  60-68
  6.1 软件部分实时控制  60
  6.2 抗干扰性  60-64
  6.3 控制器运行的稳定性  64
  6.4 嵌入式操作系统  64-66
  6.5 针对“神光-III”主机特点的控制技术见解  66-67
  6.6 本章小结  67-68
第七章 总结和展望  68-70
  7.1 总结  68
  7.2 展望  68-70
附录 主放模块底层程序  70-75
参考文献  75-77
作者在攻读硕士期间正式发表的论文  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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