伺服系统的EtherCAT主站研究与实现
本课题主要是对伺服电机的控制系统在实时性控制与通信方面进行的研究，这就要求提高控制系统实时性和通信的实时性。因此，为了能够进一步提高伺服电机控制系统的实时性，本研究结合了Xenomai实时系统架构与EtherCAT通信协议各自的优点，通过基于Xenomai实时操作系统实现EtherCAT协议下的通信，从而达到了进一步缩短电机控制响应周期的效果。 首先，课题研究对实时内核系统的功能、特性等方面做一些综合性类比分析，选择出了较为合理的实时内核操作系统补丁Xenomai，并通过将实时系统实际搭建成功来验证其有效性。其次，课题研究对常用的一些工业总线系统做一些类比分析，主要在总线的作用原理以及实现方式等方面作比较详细的分析，进而从中选择出相对较好的EtherCAT总线控制通信系统，并通过实际搭建实验平台来进行测试。最后，课题研究在测试时将相关数据进行实时采集，实时处理，然后对这些数据进行分析，但是由于对实时内核数据采集并不能直接进行数据导出，因此要想进行系统状况测评，就需要专门研究实时内核中数据的导出。本课题的重点在于将实时操作系统与工业总线控制系统相结合，并实际应用于对产品的控制上，这就需要进行仔细研究二者必要的接口API，并将二者进行无缝结合，最终实现基于实时操作系统下的EtherCAT主战控制系统。 综上作述，本课题在对Linux和Windows各自下的几类实时操作系统的实时性等特征做过分析之后，选择强实时性能较好的基于Linux下的Xenomai实时操作系统，并在凌动i5工控板上搭建成功，并使用Xenomai工具对系统的实时性进行了测试。选择使用具有高通信效率和高同步性的EtherCAT通信协议，结合Xenomai系统的API将协议实际应用到实时控制系统当中，并通过Xenomai中的API将产生的实时内核数据进行采集并导出，方便进行处理。最后将伺服电机控制器作为从站，连接主从站之后，对搭建出的伺服电机实时控制测试平台进行正弦信号控制测试，并对平台的实时性与可行性方面进行了评估。
伺服电机;控制系统;实时性能;通信技术;响应周期
山东科技大学
硕士
测试计量技术及仪器
魏绍亮
2015
中文
TM383.4;TM301.4
72
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）