本发明专利技术涉及一种用于波浪模拟的多轴控制系统及方法，所述用于波浪模拟的多轴控制系统包括上位机、至少一个多轴管理器，所述多轴管理器包括由CAN总线连接的控制器，所述上位机通过以太网下发运动指令，所述上位机与多轴控制器通过I/O端口连接，所述多轴控制器通过CAN总线将运动指令传输至对应的控制器以便执行对应的运动。通过太网传输运动指令至多轴管理器，基于CAN总线的多轴管理器根据运动指令控制造波单元完成相应的运动，确保波浪模拟控制的实时性、准确性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前波浪模拟控制系统一般采用总线式、网络式和板卡式等三种控制方式，主要有EtherCAT、SQYNET、RS485等现场总线系统，工业以太网控制系统和基于PC的运动控制卡控制系统。其中，现场总线系统价格较高、传输距离受限制，远程控制较难实现，且专有化程度高，不易与其它设备兼容；工业以太网控制系统数据传输实时性较难保证，容易造成各推波板之间的不同步；基于板卡的运动控制系统主要由运动控制卡和计算机构成，运动控制卡一般插入计算机的PCI/PCIE插槽中，传输距离受限，线缆开销大、接口多，不利于安装维护，且可扩展性不足。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种，旨在解决现有技术中同步性较差、传输距离受限制、价格偏高的问题。本专利技术实施例提供了一种用于波浪模拟的多轴控制系统，所述用于波浪模拟的多轴控制系统包括上位机、至少一个多轴管理器，所述多轴管理器包括由CAN总线连接的控制器，所述上位机通过以太网下发运动指令，所述上位机与多轴控制器通过I/O端口连接，所述多轴控制器通过CAN总线将运动指令传输至对应的控制器以便执行对应的运动。本专利技术实施例又提供了一种用于波浪模拟的多轴控制方法，所述方法包括如下步骤:上位机通过以太网与多轴管理器进行连接；上位机根据波谱数据生成运动指令，并发送所述运动指令；多轴管理器接收所述运动指令，并通过CAN总线将运动指令传输至对应的控制器控制执行对应的运动。本专利技术实施例所提供的，通过太网传输运动指令至多轴管理器，基于CAN总线的多轴管理器根据运动指令控制造波单元完成相应的运动，确保波浪模拟控制的实时性、准确性和可靠性。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统的一种结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统的另一种结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制方法的流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统的一种结构示意图，为了便于描述，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统，所述用于波浪模拟的多轴控制系统包括上位机l、n个多轴管理器2，所述多轴管理器2包括由CAN总线连接的控制器，所述上位机I通过以太网向多轴管理器2下发运动指令，所述上位机I与多轴控制器2通过I/O端口连接，所述多轴控制器3通过CAN总线将运动指令传输至对应的控制器以便执行对应的运动。在本实施例中，所述上位机可以是PC控制机，利用PC控制机运算速度快和存储容量大的特点，由PC控制机实现所有运动轨迹规划，提高控制系统的插补速度和控制精度，一个PC控制机最多可控制32个多轴管理器，一个多轴控制器最多可接入16个CAN总线结点，一个控制器可接入4个数字驱动单元，一个I/O站可接入不少于16个输入输出信号，该控制系统理论最多可控制256个运动轴。图2示出了本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统的另一种结构示意图，为了便于描述，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制系统，其同步控制80轴，上位机实现造波数据导入、运动轨迹生成、数据传输和状态监控等功能，上位机与多轴管理器之间通过工业以太网连接，实现造波数据与I/O状态数据的交互，工业以太网的传输速率为100M/S以上，传输距离100m，并可通过中继网络设备进行长距离拓展，解决了大数据量和传输距离的问题。多轴管理器、I/O站和控制器组建一个CAN局域网，多轴管理器和控制器为采用ARM9开发的嵌入式单元，运行WINCE实时系统；充分利用CAN总线的实时性和可靠性，另外，运动指令运算上位机实现，多轴管理器与控制器之间的传输数据仅仅为速度、加速度、位移及反馈的状态位，数据量不大，不影响传输速率及同步性，CAN局域网采用短帧结构，使得传输的可靠性和实时性进一步得到了保证，各单元CAN局域网之间的同步性通过统一接入I/O端口发送电平信号实现同步触发。故整个控制系统具有较好的实时性、可靠性和扩展性，满足波浪模拟系统的要求。在本实施例中，所述上位机还用于导入波谱数据，并通过三阶样条插值算法生成运动指令。依照“三阶样条插值法”生成运动轨迹，编译成目标轨迹代码，形成运动指令，然后将运动指令通过以太网发送至各个多轴管理器，由多轴管理器实现运动控制，所述运动指令包括:启动造波、停止造波、单轴复位、多轴复位、根据波谱数据生成对应的运行轨迹、单轴步进、多轴步进。在本实施例中，上位机针对每个多轴管理器，增加一个实时线程，线程优先级设置为实时，以便实现以太网通讯的实时性。除紧急停功能直接接入控制器进行处理外，其它外部I/o都接入I/O站，以便减轻控制器的负荷，提高稳定性和可靠性。在本实施例中，所述上位机通过I/O端口向多轴管理器输出电平信号，所述上位机通过I/O端口输出由低到高的电平信号时，则所述多轴管理器启动造波；或所述上位机通过I/O端口输出由高到低的电平信号时，则所述多轴管理器停止造波。图3示出了本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制方法的流程图，为了便于描述，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，本专利技术实施例提供的用于波浪模拟的多轴控制方法，所述方法包括如下步骤:步骤SI I，上位机通过以太网与多轴管理器进行连接。在本实施例中，上位机与多轴管理器之间通过工业以太网连接，工业以太网的传输速率为100M/S以上，传输距离100m，并可通过中继网络设备进行长距离拓展，解决了大数据量和传输距离的问题。在本实施例中，上位机启动程序后，首先启动网络服务器，网络服务器为一个独立的进程，优先级为实时，网络服务器自动搜索局域网中相关的多轴管理器，并尝试建立连接；每成功建立一个连接，新增一个数据交互线程，线程的优先级也实时级别，确保网络通讯的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于波浪模拟的多轴控制系统，其特征在于，所述用于波浪模拟的多轴控制系统包括上位机、至少一个多轴管理器，所述多轴管理器包括由CAN总线连接的控制器，所述上位机通过以太网下发运动指令，所述上位机与多轴控制器通过I/O端口连接，所述多轴控制器通过CAN总线将运动指令传输至对应的控制器以便执行对应的运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈若舟，罗朝林，邢方亮，陈俊，王磊，
申请(专利权)人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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