[发明专利]一种基于RCP与DSP运动控制器的设计方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及控制器的设计技术领域，具体地说，是一种基于快速控制原 型RCP(Rapid Controller Prototyping)与数字信号处理器DSP(Digital Signal  Processing)的运动控制器的设计方法。

【背景技术】

现有运动控制器的开发往往包括两个大的环节，一是运动算法的软件开 发，二是运动控制器的硬件设计。传统的开发过程中，这两大环节都分别需 要专业的软件开发工程师和硬件开发工程师来针对专门的开发要求进行开 发；然后共同调试，使控制算方法能很好的应用于硬件中。只有这两个环节 紧密的配合达到形成一个最优的系统，才称得上成功的运动控制器的开发。

然而，在实际的运动控制器的开发过程中，运动算法的实现是一个相当 复杂的软件开发过程，这个过程往往需要专业的软件开发工程师来实现。现 在的控制系统的自动化设计，大多都是在对应微处理器的开发环境中手动编 写汇编或C语言或C++代码，开发周期长，对程序员的要求较高，而且大多数 程序员只熟悉某种语言，适应性很差，在大型开发项目中要互相结合开发就 会出现明显的局限性。由于不同的程序员编程习惯的不同，同样的系统不同 的人用同样的语言写出的代码差别很大，使其易读性很差，甚至对程序员自 己来说，对于某些稍微复杂点的程序，亲自编写的程序在过一段时间后自己 读起来都很吃力，尤其对汇编语言更是如此。

而运动控制器的硬件则需要硬件工程师根据运动控制器的控制对象以及 外围设备来进行设计，选择MCU(如：DSP)以及各种外围器件。这就要求硬 件工程师对各种MCU以及各种外围器件相当的熟悉，具有丰富的硬件开发经 验。而硬件的设计不可能一次成功，往往需要由验证到修改，由修改到验证 这样反复的尝试。DSP系统模块很多，要用汇编或C语言编写就一定要对其寄 存器与内部结构了解很深，同时就像TI公司的DSP开发环境CCS学习起来也 很费时间，尤其在GEL与CMD文件的编写时，需注意的问题很多，这样对程 序员的要求很高，这样不但延长了系统开发周期，更是将一大批想用DSP技 术人员拒之门外。

然而，硬件设计对于软件工程师是一个比较陌生的环节，而运动算法复 杂的编程也是硬件工程是一个比较薄弱的环节。所以在运动控制器的开发过 程中存在着运动算法开发和硬件设计脱节的环节；这是传统开发方法中存在 不课避免的一个问题。同时，在控制系统设计中，传统的手动编写代码的方 法易读性差，开发周期长，对程序员要求较高，新手入门较难。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于RCP与DSP的运 动控制器的设计方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于RCP与DSP的运动控制器的设计方法，所用的硬件包括通用运 动控制器，软件开发平台为MATLAB/Simulink/RTW，具体步骤为：

(1)运动控制算法设计与仿真：在Matlab/Simulink中调用对应DSP芯 片(TMS320F2812)以及所需要的芯片的各个模块，结合Simulink中相关控 制模块搭建出系统控制模型，利用Simulink强大的仿真功能，对搭建好的系 统控制模型进行实时仿真，调节相应的控制参数，直到在仿真中达到控制要 求；

本步骤要求开发者能较熟练的运用Matlab软件，对Simulink的工具箱 以及Ti公司的SDP系列模块有一定的了解；该步骤可以模拟仿真输出的结果， 可以让设计者很好的观察系统控制模块的效果，大大提高了设计的效率；

(2)自动代码转换：利用自动代码生成功能将仿真好的控制模型转换成 需要的代码，同时设置好要生成代码的类型(如：汇编代码，C代码或者C++ 代码)，生成对应的控制代码，并自动将代码转到CCS开发环境中；

本步骤利用自动代码生成功能，使开发者能在不写一行代码的情况下获 得复杂的运动控制代码，降低了运动控制算法开发的开发门槛，提高了运动 控制算法程序的开发效率；

(3)代码移植：将运动控制代码在CCS开发环境中进行综合，做必要的 修改后移植到嵌入式实时操作系统中；