[发明专利]多轴运动卡控制系统的控制方法

权利要求书

1.一种多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）用户通过上位机向运动控制卡中的DSP发送指令，发送的指令通过接口传输到FPGA中的FIFO或DPRAM缓存区，其中普通指令通过FIFO传输，紧急指令通过DPRAM通道传输；

（2）DSP中的指令通信模块定时扫描FPGA中的FIFO和DPRAM缓冲区，优先扫描DPRAM缓冲区，后扫描FIFO缓存区，并把各自扫描到的指令数据分别存放到紧急指令环形队列和普通指令环形队列中；

（3）指令解析模块读取指令时，优先读取紧急指令环形队列中的指令，若有紧急指令需要执行则先读取紧急指令，若紧急指令缓存无指令，则读取普通指令环形队列；

（4）从环形队列中取出指令后，对指令进行解析，若是运动指令，则传送给速度规划模块和插补模块处理，若是非运动指令，则根据指令信息进行参数设置或者参数获取或I/O操作；

（5）速度规划模块和插补模块根据运动类型和参数计算出各轴的速度值，并将该速度值传送给轴脉冲输出模块，轴脉冲输出模块通过脉冲发送模块输出脉冲命令给伺服驱动器，控制各轴运动。

2.根据权利要求1所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：在进行步骤（5）控制时，对于开环系统，各轴速度直接由脉冲命令发送模块发送到FPGA的控制寄存器中；对于闭环系统，各轴速度先经过闭环控制后再由脉冲命令发送模块发送到FPGA的控制寄存器中，FPGA根据每周期的速度控制伺服驱动器。

3.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：在进行步骤（5）的同时，DSP中的状态信息反馈模块定时将系统的状态传送给FPGA中的DPRAM，然后PFGA将系统的状态信息通过PCI桥或RS485接口发给上位机，实现实时监控功能。

4.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤（1）中发送的指令通过PCI桥或RS485接口传输到FPGA中的FIFO或DPRAM缓存中。

5.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：所述指令通信模块首先检测是否有PLC运动任务，如果有PLC运动任务，则通过判断紧急任务标志确定属于紧急指令或者普通指令，在获取和保存指令参数前，先判断指令存放环形队列剩余空间是否足够存放该指令，再决定读取指令和参数或者跳出线程循环等待下一次线程执行；如果没有PLC运动任务，则先读取FPGA中的DPRAM缓存区，若DPRAM有接收到新的指令，则根据判断紧急指令存放环形队列剩余空间是否足够存放该指令来决定下一步是读取紧急指令并保存或进入下一步操作，否则进入下一步操作；然后再读取FPGA中的FIFO缓存区，若FIFO有接收到新的指令，则根据判断普通指令存放环形队列剩余空间是否足够存放该指令来决定下一步是读取普通指令并保存或进入下一步操作，否则进入下一步操作；至此完成一次执行，等待下一次周期到来时，执行以上步骤，依次循环。

6.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：指令解析模块先读取由指令通信模块存放的紧急指令环形队列，若队列中存在指令，则对指令进行解析并立即执行相应操作，然后跳出该次循环，等待下一次执行周期到来，若无紧急指令需要执行，则紧接着读取普通指令环形队列缓存；若普通指令队列无指令则跳出此次循环，若有指令则判断是否为运动指令，若为非运动指令则直接解析并执行相应操作，若为运动指令则解析并初始化运动参数，并保存插补任务，至此完成一次控制，等待下一周期到来触发本指令解析模块。

7.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：插补模块先检测插补任务列表是否有插补任务等待执行，若无任务则直接跳出该次循环，否则解析插补轴号并进一步检测插补速度队列剩余空间是否足够，若空间不足则直接跳出该次循环，若空间足够则进行插补前的速度规划，然后进行插补并把插补结果保存到插补速度队列，至此完成一次执行，等待下一周期到来触发插补模块。

8.根据权利要求1或2所述的多轴运动卡控制系统的控制方法，其特征在于：轴脉冲输出模块开始先检测相应轴的上次脉冲是否已经发生完毕，若未发生完毕则等待上次脉冲发生完毕并退出本次循环，否则读取插补速度队列，若有脉冲需要输出则输出脉冲，至此完成一次执行，等待下一周期到来触发本模块。