基于EtherCAT的多轴运动控制系统设计

作者:谢锴;颜钢锋; 刊名:组合机床与自动化加工技术 上传者:杨静学

【摘要】针对多轴控制系统中的同步性问题,设计了一款基于EtherCAT的多轴运动控制系统,并提出了对主站和从站均采用实时操作系统的解决方案.对于EtherCAT主站,在嵌入式平台上,构建了基于Xenomai-Linux和Etherlab的主站方案,人机界面使用Qt来编写,EtherCAT从站采用的是uC/OS-III实时操作系统,通过抢占式内核保证了从站之间的数据实时性.通过主从站的双实时设计方案,保证了系统中多轴之间的同步性.实验结果表明,基于双实时操作系统的EtherCAT运动控制系统,连接便利,同步时间在微秒级别,具有很好的实时性.

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第2 期 2017年2 月 组合机床与自动化加工技术 Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique No. 2 Feb. 2017 文 章 编 号 :1001 -2265(2017)02 -0068 -0 5 D01:10.13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 02. 017 基于EtherCAT的多轴运动控制系统设计+ 谢 锴 ,颜 钢 锋 (浙江大学电气工程学院,杭 州 310027) 摘要:针对多轴控制系统中的同步性问题,设计了一款基于EtherCAT的多轴运动控制系统,并提出 了对主站和从站均采用实时操作系统的解决方案。对于EtherCAT主站,在嵌入式平台上,构建了基 于Xenomai-Linux和 Etherlab的主站方案,人机界面使用Q t来编写,EtherCAT从站采用的是uC/OS- III实时操作系统,通过抢占式内核保证了从站之间的数据实时性。通过主从站的双实时设计方案, 保证了系统中多轴之间的同步性。实验结果表明,基于双实时操作系统的EtherCAT运动控制系统, 连接便利,同步时间在微秒级别,具有很好的实时性。 关键词:实时以太网EtherCAT; ARM ;Xenom ai-Linux;uC/O S -III; Q t;多轴运动控制系统 中图分类号:TH 166 ;TG659 文献标识码:A Design of Motion Control System Based on EtherCAT XIE Kai,YAN Gang-feng (College of Electrical Engineer, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract : For the shortages o f current m ulti-axis motion control system in synchronization and the control a b ility , a m ulti-axis motion control system based on EtherCAT is designed. The master station and slave station are constructed using real-tim e operating system. A solution o f building embedded EtherCAT master is presented, which uses IgH EtherCAT Master open source components for RT-L in u x , and Qt for G U I. The slave o f this system is based on uC/O S -III operating system , which uses preemptive kernel to guarantee the real-tim e data among slaves. Thus, this system can ensure the synchronization among m ulti-axis. The results shows that, the m ulti-axis motion control system based on EtherCAT has a facilita

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