面向底層網絡化的開放式可重構機電控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、機電控制系統(tǒng)是機械設備向機電一體化設備轉換的重要因素，其設計水平在很大程度上制約著機電一體化技術的發(fā)展。機電控制系統(tǒng)正向著開放化、多功能、網絡化等方向發(fā)展，這就要求系統(tǒng)能夠按照用戶的要求進行修改、擴充乃至重構，即能夠完成這一任務的機電控制系統(tǒng)必須具有開放式的可重構體系結構。本文在分析開放式系統(tǒng)的主要特征的基礎上，圍繞著基于底層網絡化體系結構的開放式可重構機電控制系統(tǒng)研究中的若干關鍵技術，從體系結構分析、系統(tǒng)的開放式模塊化軟硬件設計、系統(tǒng)

2、硬件重構設計、底層網絡化通訊及連接等方面進行了深入的研究。主要研究工作和成果如下： 在機電系統(tǒng)的接口，功能和種類全面分析研究的基礎上，從宏觀角度提出了金字塔式的機電控制系統(tǒng)的模型。結合開放式體系結構的要求，建立了一種基于嵌入式ARM的模塊化機電控制系統(tǒng)。在探索實時操作系統(tǒng)的內核、任務和中斷服務程序的關系的基礎上，構建了基于實時操作系統(tǒng)的機電控制系統(tǒng)的軟件體系。研究了機電系統(tǒng)的多傳感器信息融合技術，并對基于DSP的信息融合硬件系統(tǒng)

3、進行了設計，以確保信息融合的實時性和可靠性從而完善機電控制系統(tǒng)的控制性能。 在對可重構技術，機電系統(tǒng)可重構方法和硬件可重構技術研究的基礎上，提出了基于FPGA的硬件可重構體系，并給出了系統(tǒng)所構建的可重構單元和相關功能模塊的設計。為滿足遠程硬件重構的需要，研究建立了基于遠程網絡的重構體系。 從底層網絡對機電控制系統(tǒng)進行了深入的研究和開發(fā)，在分析現場總線技術特點和應用現狀的基礎上，提出了基于混合式現場總線體系結構的機電控制系