在使用基于ARM芯片S3C4510的步进电机加减速控制系统时我们是否充分利用了现场总线技术的优点呢
随着工业的进步,嵌入式技术得到了广泛的应用和成熟。ARM嵌入式处理器以其32位高性能、低功耗的RISC芯片特性,在多种操作系统支持下,主频高、运算能力强,并且兼容8/16位器件,同时支持海量低价SDRAM数据存储。这种芯片因其功能强大和巨大的商业价值,在控制领域获得了越来越广泛的应用。特别是在运动控制系统中,以ARM为内核的嵌入式微处理器开发有着极大的潜力。
在一些经济型运动控制系统中,步进电机经常作为执行元件使用,其优势在于可以开环方式控制,不需要反馈就能对位置和速度进行精确控制。不过,由于负载位置对控制电路没有反馈,因此步进电机必须正确响应每次励磁变化。如果选择不当的励磁频率,可能导致失步或过冲现象出现。在这样的开环控制系统中,防止失步和过冲是关键。
失步和过冲通常出现在启动和停止时。当系统试图以较高速度直接启动,而该速度超过了极限启动频率时,就会发生丢步或者无法启动的情况。而在停止过程中,如果立即终止脉冲发送,则由于惯性作用,使得转子停留在接近终点平衡位置之后的一个平衡位置,这样就产生了过冲现象。因此,加减速控制尤为重要,它通常通过软件实现,将加速、匀速运行及减速三个阶段分离,每个阶段都有特定的脉冲时间间隔,以达到合理加快或减慢转子的目的。
利用微处理器对步进电机进行加减速,可以改变输出脉冲时间间隔,即升速时增加脉冲频率,降低时逐渐降低。这一过程采用恒加速度算法,便于操作并显示良好效果。在一定时间内相邻两个脉冲完成一个转动周期,因此阴影部分面积代表一个基本单位。
设定第m-1到m之间的一段时间Δtm,我们可以计算出Fm(第m个周期)的平均值与Fm-1(前一个周期)的平均值之间差距,以及整个区域所包含的事实单元数目。此外,我们还需考虑整体区域面积等于事实单元数目,即:
(FM + FM-1) * ΔTM / 2 = 1
通过此公式可推断出a=(FM - FM-1)/ΔTM
为了实现这个过程,可以使用定时器中的定期事件触发程序。当ARM芯片S3C4510上的定时器溢出后,它将发出下一组脉冲,从而实现变换。但我们需要注意的是,这个方法要求我们调整定时器装载值以适应不同的需求,因为它决定了何时发出新的信号,从而影响最终结果。
具体来说,我们可以这样编写函数:
void pulse (REG16 f0, REG16 fmax, REG16 tran, REG16 steep){
UINT16 I;
SysDisableInt(INT_TIMER0);
SysSetInterrupt(INT_TIMER0, OnTimer2);
trans = tran;
A = ((fmax-f0)(fmax+f0))/(2trans);
for(i=0;i<= trans;i++){
f[i] = sqrt_16(2Ai+f0*f0);}
f += f; //2
TDATA[MOD] = 00000FAF080/f; //设置计数值
TDATA[MOD] &= ~((steep+steep)<<20); //清除相关比特
SystemEnableInt(INT_TIMER);
其中,f表示初始脉波宽度;fmax表示达到稳态运行状态后的最大幅度;tran定义了从起始状态到目标状态所需经过多少个边沿;steep则指示总共生成多少个边沿。最后,该函数设置必要参数并启用计数循环以生成指定数量的边沿序列。
结论:利用基于ARM核心微处理器具有快速执行指令、高效输出周围环境信号以及灵活配置软件逻辑等优点,它能够提供高速且精确地移动调节,并且因为成本效益更佳,更适合用于替代传统PC基础上建立的大型数字化车床设备,从而降低成本提高生产效率。此外,对于任何嵌入式实时操作系统移植至新硬件平台,都必须小心翼翼地避免与硬件资源竞争造成干扰,而不是简单地将旧代码移植过去,因为这可能导致整个系统崩溃。