制造业是衡量一个国家综合国力的重要标志,而数控技术正是制造业中关键技术之一。在焊管切割数控系统上引入控制策略,提高控制精度,并逐步实现系统的网络化,智能化控制,也是企业和公司发展的迫切需求。开发出一套低成本、高效率、能够远程控制的焊管切割数控系统具有十分重要的现实意义。本文设计了基于EMC2及其网络分布的嵌入式焊管切割数控系统。将切割数控系统软件EMC2移植到ARM开发板上;并采用模糊自适应PID对切割机的运动进行智能控制;在此基础上实现了基于网络分布的远程监控功能,实现焊管切割数控系统的网络化。首先,设计了焊管切割系统控制的整体架构,选用ARM架构处理器作为焊管切割数控系统上位机的硬件平台;下位机选用DSP开发板TMS320F2833作为焊管切割伺服系统的控制执行部分,并进行了硬件设计;提出了远程监控的功能;最后选用EMC2作为焊管切割数控系统上位机的软件平台,并对EMC2进行了硬件配置,模拟切割机床的操作环境,对焊管切割的三维模型进行仿真分析,从而验证EMC2对焊管切割运行轨迹插补的有效性。其次,对焊管切割运动控制器的选型进行分析,选用永磁同步电机(PMSM)作为切割执行机构;然后对它进行数学建模,建立了永磁同步电机在三相静止坐标系下和两相旋转坐标系下的数学模型;对id=0的矢量控制策略和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)进行了分析与设计;采用电流环和转速环双闭环的控制方案,实现对焊管切割电机的控制。然后,采用模糊自适应PID智能控制算法,对矢量控制的永磁同步电机交流调速系统进行了建模和仿真。通过MATLAB/Simulink仿真和传统的PI控制系统进行对比分析。实验结果表明,采用模糊自适应PID控制能够使电机在焊管切割突加负载,或者负载不均匀的情况下能够快速获得稳定的转速和转矩,缩短反应时间,提高电机调速系统的鲁棒性和动静态性能。从而改善了焊管切割系统,提高了焊管切割表面的精度。最后,在上位机ARM开发板上进行了操作系统的安装、Linux内核的移植和系统内存扩容等操作;使用RT-Preempt实时内核补丁改善了 Linux内核的实时性,将EMC2数控系统平台移植到了 ARM开发板上:采用RT-Preempt解决其硬实时的要求;利用VNC来实现对上位机的远程监控;然后对上位机ARM开发板进行CCS安装,实现对下位机DSP的控制和编程;接着分析了数控系统运动过程和G代码的生成原理,对EMC2的调试界面进行解析;最后给出了整个系统的硬件实物图,搭建起完整的焊管切割数控系统。系统将以上位机开发板为核心,运用EMC2数控软件来实现电机运行轨迹的实时插补,并结合CCS6对下位机DSP编程来实现永磁同步电机切割的智能控制。并通过远程计算机实现对系统的操作和监控。