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CNC步進電機控制4 -積分器

作者: 時間:2024-01-17 來源:EEPW編譯 收藏
秘訣

在我們的實現(xiàn)中,PC不會向發(fā)送任何位置或速度信息。 相反,它會發(fā)送加速度和時間信息。 使用將它們轉(zhuǎn)換為速度和位置(并相應地驅(qū)動階躍/二極管信號)。

本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/202401/454913.htm

因此,我們的運動控制器充當加速度。 這很容易實現(xiàn),因為在中,只是一個累加器。 以下“C”代碼說明了FPGA在每個時鐘周期的性能:

  // Acceleration is known (provided by the PC)
  Speed += Acceleration;
  Position += Speed;
加速積分器示例

讓我們舉個例子來說明:我們想將軸移動 +50。

我們可以做到以下幾點:

  1. 加速 +1 持續(xù) 5 個時鐘周期。

  2. 加速 0 5 個時鐘周期。

  3. 加速 -1 5 個時鐘周期。

經(jīng)過 15 個時鐘周期后,我們的積分器已達到位置 +50。

周期加速度速度位置
0000
1+1+1+1
2+1+2+3
3+1+3+6
4+1+4+10
5+1+5+15
60+5+20
70+5+25
80+5+30
90+5+35
100+5+40
11-1+4+44
12-1+3+47
13-1+2+49
14-1+1+50
15-10+50

很簡單,對吧?

定點精度算術(shù)

現(xiàn)在出現(xiàn)了一個問題:FPGA時鐘的運行速度比步進器接受的步進要快得多。 因此,計算必須對小數(shù)進行。 例如,我們可以確定上面的位置 50 實際上代表硬件中的 0.000050mm。

經(jīng)過慎重考慮,我們決定使用 64 位定點精度算術(shù)。
更多細節(jié):

  • 加速使用 16 位。

  • 速度使用 40 位。

  • Position 使用 64 位。步進器位置位于 20 個有效位(位 44 到 63)中。每當步進位(位 44)發(fā)生變化時,就會向發(fā)送一個步進脈沖。

當然,對于 3 軸系統(tǒng),我們每個都有 3 個(3 個位置、3 個速度和 3 個加速度寄存器)。 PC 提供 3 個加速度數(shù)字組(每個加速度數(shù)字 16 位)加上持續(xù)時間,F(xiàn)PGA 使用積分器自動計算速度和位置。

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