基于MPC5200的运动控制器设计

分析并研究了基于Mpc5200  的运动控制器在开放式数控系统的设计应用。由于Linux  不具有硬实时性，在运动控制器中采用了RTAI（Real  Time  Application  Interface）实时性方案，提高了运动控制器的可靠性、实时性。关键字：RTAI；运动控制器；开放式；mpc5200  ;在数控自动控制领域中，所谓运动控制就是对机床机械装置运动部件的位置、速度、加速度等参数进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。由于工业控制计算机IPC（Industrial  Personal  Computer）强大而完善的功能，基于PC  标准总线的运动控制器已经在数控系统控制领域得到了广泛的应用。但是，基于PC  标准总线的运动控制器由于在硬件设计上采用板卡设计，这种结构的运动控制器不宜长期工作在环境恶劣的工业现场（有振动、粉尘、油污等）。因此近年来，开放式运动控制器成为数控机床工业控制领域研究的热点。Linux  是一个遵循POSIX  (Portable  Operating  System  Interface)  标准的多用户多任务且具有先进的网络特性开源操作系统，可以方便的进行自主知识产权的软件开发。因此基于Linux  操作系统的MPC5200  运动控制器，其由系统提供的模块化机制很容易实现运动控制器上相关的文件系统管理、内存管理及实现数控系统的底层加工程序。但Linux  不是一个“硬”实时操作系统，其内核为非抢占式的(  no  -preemptive)  ,实时任务不能够得到保证，而运动控制器本身是综合性很强的技术,  具有明显的实时控制、实时交互和实时监测特性。因此本文研究了RTAI(Real  -  time  Application  Interface)  的实现原理，提出了基于MPC5200的运动控制器，它加载了RTAI  实时内核，并采用串行总线的软连接方式，使得运动控制器可以和上位机分离，其易于实现分布式的高性能控制，降低成本，并且大大提高了运动控制器的可靠性、实时性、开放性、集成性和配置性。