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基于Windows NT的轴控制问题的研究和实现

作　者: 柏岩
导　师: 齐智平；王平
学　校: 中国科学院电工研究所
专　业: 电力电子及电力传动
关键词: Windows NT 轴控制 设备驱动程序 插补
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 70次
引　用: 1次
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内容摘要


本文分析了Windows NT的体系结构和内核的基本功能，讨论了Windows NT作为实时控制系统平台的可行性。提出了基于Windows NT设计轴控制系统的基本方案，并根据Windows NT自身的特性设计了轴控制系统的运行模型，讨论了一些技术性难点的解决方案。 本文以5638轴控制卡为例，给出了基于Windows NT轴控制问题关键技术的解决方案，分析了其可行性，设计并实现了轴控制卡的设备驱动程序和基本驱动函数库。详细说明了在它们实现的过程中如何利用Windows NT的实时多任务特性来确保轴控制的实时响应能力。本文还依据Windows NT动态连接库的规范提出了设计其插补函数库的基本思路，定义了插补函数与用户态程序之间的接口，并完成了直线和圆弧插补函数的流程设计。 最后，通过编写轴控制系统用户态程序，本文完成了轴控制的实际运行实验，并给出了实验结果。

全文目录


第1章 绪论  8-13
  1．1 数控系统的发展过程及发展趋势  8
  1．2 数控系统操作系统平台的选择  8-10
  1．3 基于Windows NT的数控系统轴控制的关键技术  10-11
  1．4 课题背景以及主要的研究工作  11-13
第2章 Windows NT实时多任务核心组件的分析  13-26
  2．1 Windows NT的体系结构  13-14
  2．2 Windows NT实时多任务特性分析  14-19
    2．2．1 线程调度  14-15
    2．1．2 中断处理  15-17
    2．2．3 同步机制  17-18
    2．2．4 I/O系统  18-19
  2．3 Windows NT设备驱动程序的结构  19-24
    2．3．1 设备驱动程序的标准例程  19-21
    2．3．2 与设备驱动程序相关的对象模型  21-24
  2．4 Windows NT作为轴控制系统平台的可行性  24-26
第3章 基于Windows NT轴控制系统的分析与设计  26-38
  3．1 基于Windows NT的数控系统的体系结构  26-27
  3．2 基于Windows NT轴控制系统的分析与设计  27-36
    3．2．1 轴控制系统控制数据流的分析  27-28
    3．2．2 轴控制系统运行模型的建立  28-30
    3．2．3 轴控制系统各任务之间的调度  30-31
    3．2．4 轴控制系统关键数据结构的设计  31-34
    3．2．5 轴控制系统优先级的确定及动态性分析  34-36
  3．3 设计总结  36-38
第4章 基于Windows NT轴控制关键软件的设计与实现  38-76
  4．1 5638轴控制卡硬件规范  38-39
    4．1．1 功能介绍  38-39
    4．1．2 寄存器端口地址  39
    4．1．3 LM628汇编指令  39
  4．2 5638轴控制卡设备驱动程序的设计和实现  39-52
    4．2．1 驱动程序的对象模型  40-41
    4．2．2 驱动程序的结构设计  41-43
    4．2．3 驱动程序标准例程的实现  43-49
    4．2．4 驱动程序的同步  49-51
    4．2．5 驱动程序兼容性和独立性设计  51-52
  4．3 5638轴控制卡驱动函数库的设计和实现  52-66
    4．3．1 驱动函数库函数分类设计  52-58
    4．3．2 驱动函数库函数提供给用户态程序的接口设计  58-60
    4．3．3 驱动函数库实时性能的分析与设计  60-63
    4．3．4 驱动函数库的扩充性和维护性设计  63-64
    4．3．5 驱动函数库的兼容性和独立性设计  64-66
  4．4 5638轴控制卡插补函数库及其接口的设计  66-72
    4．4．1 插补函数库方案设计  66-67
    4．4．2 插补算法简介  67-68
    4．4．3 插补函数库函数接口设计  68-72
  4．5 轴控制系统用户态程序的简化设计和实现  72-75
  4．6 设计总结  75-76
第5章 轴控制实验结果及分析  76-81
  5．1 轴控制实验框图  76
  5．2 轨迹参数的计算  76-79
  5．3 实验结果及分析  79-81
第6章 结束语  81-83
致 谢  83-84
参考文献  84-87

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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