一、產品概述

精密運動控制平臺以典型運動機構做為控制對像，應用自有模型化控制算法開發環境，搭配多路多信號IO板卡做為電量采集手段，高性能功放實現功率驅動，為高精密運動控制系統開發人員、研學人員，提供一套完整的算法驗證平臺。在該本臺上可以跳過基礎編碼器采集、驅動軟件開發等工作，直接驗證高級控制算法。由于軟變量全開放性，硬件系統自研，所以可以為算法開發人員提供有力的支撐。

二、產品特色

3、具有豐富的接口板卡資源，可以方便的與激光干涉儀、跟蹤儀、渦流傳感器等反饋設備連接；

4、具有EtherCAT、CANOPEN、ProfiNet等工業現場總線的擴展能力；

5、被控對像可擴展性強，可以是伺服電機、多自由度高精度XYR運動平臺、尺蠖式壓電致動器等；

三、系統性能參數

精密運動控制平臺由上位開發機、實時控制主機、FPGA IO板卡、自研功率放大模塊、商業驅動器和精密平面運動平臺組成。

1、FGPA IO板卡：FMCIO采集卡是集AD、DA、PWM控制、差分輸入輸出等多功能為一體的板卡，針對每個功能，采集卡設計了多通道同步采集機制。具體接口列表如圖：

2、軟件系統：

系統主架構圖如下圖所示：

主機系統架構圖

如上圖所示，主機系統架構主要包括信號采集板卡，下位機內部包含內核驅動模塊和應用層庫函數，上位機中包括Matlab軟件本身及封裝好的Simulink功能模塊庫。信號采集卡通過PCIE通信協議與內核驅動模塊通信，內核驅動模塊通過IPC通信與應用層程序通信。本設計中，內核驅動模塊與應用層通信的功能以應用層函數庫的形式被封裝，該函數庫的調用又被進一步封裝到Simulink功能模塊庫中。

下位機啟動時會自動掛載內核驅動模塊等待調用。在Simulink模型編譯時，會包含該功能模塊庫功能一起生成下位機應用層可執行文件。Simulink模型運行時會自動運行該可執行文件，該可執行文件會啟動信號采集卡響應信號采集功能。

算法開發方式：

基于自研的功率級電機控制策略快速驗證解決方案，用戶在可以在Simulink界面環境下調用電力電子專用模型庫和軟件開發工具包(SDK)搭建實際硬件拓撲結構，并快速建立控制算法模型，對控制器的輸入輸出進行仿真，控制實際功率器件驅動實際電機，快速驗證控制方案的可行性。應用范圍靈活地涵蓋各功率等級的多類電機控制器研發測試。

l支持x86目標機部署

l支持可選異構部署

l支持輸出數據類型重配置

l開發者源文件鏈接

lFPGA參數設置功能

lHIL自定義Simulink庫

l開發者自定義功能

3、精密平面運動平臺

精密平面運動平臺超薄型設計，集成了X軸和Y軸，擁有優異的定位精度、平面度、直線度、剛性和重復性精度。該臺子可定制，包括行程、反饋精度、驅動電機等參數，都可根據用戶需求進行調整。

l集成XY平臺，正交性設計

l全局平面度、直線度達微米級

l超薄型設計

l高效率，無齒槽力電機設計

l模擬光柵，最高可實現1.2納米分辨率

四、實驗結果

控制器及X-Y200運動臺 尺蠖式驅動模型驅動電壓波形

XY平臺雙軸位置軌跡及單電機電流波形 伺服電機位置跟蹤及速度波形

審核編輯 ：李倩