基于MPC5200的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)

分析并研究了基于Mpc5200 的運(yùn)動(dòng)控制器在開放式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。由于
Linux 不具有硬實(shí)時(shí)性，在運(yùn)動(dòng)控制器中采用了RTAI（Real Time Application Interface）實(shí)時(shí)性方案，提高了運(yùn)動(dòng)控制器的可靠性、實(shí)時(shí)性。
關(guān)鍵字：RTAI；運(yùn)動(dòng)控制器；開放式；mpc5200 ;
在數(shù)控自動(dòng)控制領(lǐng)域中，所謂運(yùn)動(dòng)控制就是對機(jī)床機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度、
加速度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理，使其按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。由于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC（Industrial Personal Computer）強(qiáng)大而完善的功能，基于PC 標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動(dòng)控制器已經(jīng)在數(shù)控系統(tǒng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是，基于PC 標(biāo)準(zhǔn)總線的運(yùn)動(dòng)控制器由于在硬件設(shè)計(jì)上采用板卡設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制器不宜長期工作在環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場（有振動(dòng)、粉塵、油污等）。因此近年來，開放式運(yùn)動(dòng)控制器成為數(shù)控機(jī)床工業(yè)控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
Linux 是一個(gè)遵循POSIX (Portable Operating System Interface) 標(biāo)準(zhǔn)的多用戶多任務(wù)且
具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)特性開源操作系統(tǒng)，可以方便的進(jìn)行自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件開發(fā)。因此基于Linux 操作系統(tǒng)的MPC5200 運(yùn)動(dòng)控制器，其由系統(tǒng)提供的模塊化機(jī)制很容易實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制器上相關(guān)的文件系統(tǒng)管理、內(nèi)存管理及實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的底層加工程序。但Linux 不是一個(gè)“硬”實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其內(nèi)核為非搶占式的( no -preemptive) ,實(shí)時(shí)任務(wù)不能夠得到保證，而運(yùn)動(dòng)控制器本身是綜合性很強(qiáng)的技術(shù), 具有明顯的實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)交互和實(shí)時(shí)監(jiān)測特性。
因此本文研究了RTAI(Real - time Application Interface) 的實(shí)現(xiàn)原理，提出了基于MPC5200
的運(yùn)動(dòng)控制器，它加載了RTAI 實(shí)時(shí)內(nèi)核，并采用串行總線的軟連接方式，使得運(yùn)動(dòng)控制器可以和上位機(jī)分離，其易于實(shí)現(xiàn)分布式的高性能控制，降低成本，并且大大提高了運(yùn)動(dòng)控制器的可靠性、實(shí)時(shí)性、開放性、集成性和配置性。