基于USB和组件技术的可重构数控系统的研制

提出了数控系统的硬件由一台工控机和一些通过USB总线与工控机进行通讯的功能模块组成，不同的功能模块通过设备驱动程序来屏蔽不同硬件设备间的差异，从而使数控系统控制软件的开发独立于硬件设备。使得数控系统的重构成为可能；为了实现数控系统软件的可重构，文中提出了数控系统软件通过核心支撑平台和若干完成特定功能的组件组合而成，通过对数控系统软件结构进行合理的模块化分解，采用COM规范构建数控系统的组件模块能够很好地解决软件重构问题，为后继的系统开发奠定了较好的基础。最后通过一个基于USB总线的雕刻机可重构数控系统的开发，证明了其方案的可行性。     

基于FPGA的硬件可重构数控系统的研制

可重构要求是21世纪制造系统的核心能力,为了实现数控系统的重构,提出了一种硬件实现方法将数控系统模块化,各模块采用硬件描述语言设计为数控IP(NC Intellectual Protocol),通过数控IP的集成完成数控系统的设计,改变下载到现场可编程逻辑器件中的配置数据来完成数控系统功能的重构.通过一经济型可重构数控系统原型的开发验证这种方法的可行性.     

基于模块化思想的可重构数控系统初步研究

提出采用模块化思想来开发可重构数控系统。对数控系统软件进行了模块化划分,并结合刀具补偿模块的实现对可重构数控系统的研究与开发作了一些分析、探讨。     

基于开放结构控制器的可重构数控系统

讨论了可重构制造系统、可重构机床和可重构数控系统的内涵及关系，提出以开放体系结构控制器为基础构建可重构数控系统，并结合运动控制器的开放性，分析了数控系统重构的可行性。利用组件技术，阐述了可重构数控系统的实现机理和开发流程。最后，通过可重构数控系统的开发实例，表明该方法在实际应用中具有很好的实用性和易用性。     

基于通用串行总线的可重构数控系统的研究

简要介绍了可重构制造系统和通用串行总线规范,详细论证了数控系统主机与各功能模块之间通过通用串行总线实现通讯、构成新型的可重构数控系统,阐明了开发通用串行总线外设的两种方法,通过一个基于通用串行总线的可重构数控系统原型研究,证明了其方案的可行性。     

可重构并联机器数控系统的设计

数控系统是可重构并联机器开发中的一个重要部分。在可重构并联机器的数控系统的软件开发中,使用面向对象建模语言UML建立了逆解运动学的模型,将动态库技术用于重构条件下并联机器的逆解运动学模块与数控系统执行层次的通讯,实现了一套数控系统能够控制可重构并联机器的多种构型。     

基于可编程逻辑器件的可重构数控系统研究

根据可重构制造系统的发展要求，分析了数控系统重构的重要性，讨论了可重构制造系统，可重构数控系统和开放式数控系统之间的关系。在此基础上，总结了目前实现数控系统重构的软硬件途径，然后，重点结合可编程逻辑器件和硬件重构技术，提出将可编程逻辑器件应用于可重构数控系统开发，并进行了可实现性，经济可行性分析，最后，通过一经济型可重构数控系统的研制，验证了实现的可行性与有效性。     

21世纪开放式可重构数控系统的发展

分析了开放式数控系统的发展状况，在对国内外特别是新颁布的开放式数控系统国家标准研究基础上，构造了一种基于DSP、FPGA以及高速现场总线PROFIBUS-DP的开放式可重构数控系统。     

五轴可重构开放式计算机数控系统软件开发

对数控系统进行加工时的主要任务进行分析并合理划分各功能模块,利用运动控制器卡和工控机搭建硬件平台进行五轴嵌入式可重构开放型数控系统开发.对系统的软、硬件结构及软件开发中的关键技术进行阐述.实验证明,该系统满足数控机床对开放式数控系统的要求.     

基于FPGA的开放式数控系统硬件配置设计

根据开放式数控系统的配置要求,在PC＋可编程I/O卡的体系结构的基础上,总结分析硬件可配置的可实现背景,采用模块化的思想提出并建立了基于FPGA平台的硬件可配置模型。利用硬件编程语言完成重要模块的设计,分析了仿真结果验证设计的可行性与有效性。在自行研制的开放式数控系统上完成了四轴配置的验证,达到了开放式数控系统硬件可配置的要求。     

基于Xenomai的嵌入式数控系统实时性研究

针对现有Linux系统实时性不足的特点,分析了实时性改造原理,采用了Linux+Xenomai构架的实时性改造方案,并根据系统任务实时性强弱规划了系统软件模块;最后,完成了对系统实时性能的实际测量.结果表明,此构架完全可以满足嵌入式数控系统的实时性要求.     

数控系统的可重构性设计

利用现场可编程门阵列(FPGA)丰富的逻辑资源及其内部可编程的特点,提出可重构数控系统硬件设计方法,介绍以FPGA为控制核心的数控系统的设计方案,分析可重构设计思想、可编程脉冲发生器的设计和数字微分分析法(DDA)精插补等.基于FPGA的数控系统响应速度快,可重构性强,减少了系统的外围接口器件,降低了系统成本.     

基于ARM和Windows CE的嵌入式数控系统的研究

介绍了一种基于ARM和Windows CE的嵌入式数控系统设计方案;阐述了系统软硬件体系结构;着重论述了系统实时中断控制技术.该系统是一种基于单一操作系统的全软件的开放式数控系统,既具有Windows的优点,又能满足数控系统实时控制的要求.     

MC68HC08在手持编程器中的应用

介绍MC68HC908AP32芯片的结构和资源特征，采用该芯开发的车载控制器的手持编程器，给出了系统设计和实现方法，并对开发过程中的特殊性进行说明。     

基于可重构技术的上面级航天器综合电子系统

为实现卫星工程的整体优化,本文打破传统卫星与运载器独立各自设计的界限,将小卫星和小运载器上面级有机融合构成一类上面级航天器,并给出了适用于上面级航天器的可重构综合电子系统方案.该电子系统以Microblaze软核处理器为核心处理单元,采用基于CAN总线的分布式网络结构提高系统的可扩展性,并利用可重构技术实现电子系统核心处理单元的分时复用,以满足运载段和在轨段对电子系统的不同需求.实现了姿态轨道控制算法硬件化,减轻处理单元的负担,提升了系统的计算和处理能力.设计并建立了半物理实验系统,对飞行全过程、全模式进行了仿真验证.结果表明:运载段控制周期达到10 ms,姿态轨道算法硬件化后运行时间约为7.5 ms;相机工作期间姿态指向精度达0.035°,稳定度达0.000 68(°)/s.所设计的可重构综合电子系统完成了上面级航天器的全模式飞行任务,满足运载段强实时性、在轨段高可靠性以及高精度控制等要求.     

基于Windows CE 5.0的嵌入式数控系统实时性研究

研究了基于Windows CE 5.0的嵌入式数控系统的实时性,分析了Windows CE 5.0的中断响应机制,着重阐述了中断延时中ISR延时和IST延时的测试方法,对于出现延时的原因进行了深入的分析,同时对开发高性能嵌入式开放性数控系统进行了详细探讨.