高精度数控图像发排控制技术研究

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图像发排控制技术是在数控技术和计算机技术的基础上发展起来的一种自动化控制技术。该技术综合了嵌入式、机械设计、光学、电子、图像处理等相关技术,以机械速度、位置、扭矩作为被控对象,按照预定轨迹对其进行运动控制,同时对图像数据发排雕刻。它广泛应用于军事装备和工业生产自动化领域。高速、高精度的图像发排控制技术在现代工业自动化装备中的作用越来越大。这样对图像发排控制的精度和速度都提出了更高的要求。图像发排控制系统的核心是嵌入式控制平台,论文紧跟嵌入式系统发展趋势,深入研究图像发排控制技术,并对现有控制方案进行了系统详细的分析后,设计实现了一种基于嵌入式系统设计新技术——FPGA(现场可编程门阵列器件)的图像发排控制系统软硬件平台。该系统在硬件方面完善了抗干扰设计,提高了系统的可靠性。软件方面对运动控制和数据发排频率的实现方法进行了新的改进,很大程度上提高图像发排控制的精度和实时性。本文首先回顾嵌入式系统的研究现状和发展方向,分析了嵌入式系统用于工业控制的优点,比如实时性的提高、硬件和软件的模块化设计等,其次,针对本课题中的系统的构成和工作原理进行了分析介绍,对于传统的控制方案进行比较和分析,并指出其中的缺陷。然后提出了一种基于FPGA的控制总体方案。然后,详细介绍了系统的硬件电路设计,包括芯片的选型,FPGA平台的电路设计以及外围电路设计。再次,详细介绍了系统的核心控制模块设计,包括运动控制部分和数据发排部分。最后,总结这次课题所做的工作以及需要改进的地方。
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