基于ARM和RT-Linux的嵌入式机床数控系统设计

２０１２年４月　机床与液压　ＭＡＣＨＩＮＥ　Ｔ００Ｌ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ　Ａｐｒ．２０１２　第４０卷第７期　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．７　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１２．０７．０３２　基于ＡＲＭ和ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的嵌入式机床数控系统设计　冷春艳　，徐鸣鹤　，田丰　（１．电子科技大学光电信息学院，四川成都６１００５４；２．湖北省水利水电勘测设计院，湖北武汉４３００６４；　３．沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳１１０１６８）　摘要：分析常见机床数控系统的不足后提出一种基于ＡＲＭ＋ＤＳＰ双核和ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ操作系统的嵌入式机床数控系统设计　方案，详细介绍该系统硬件结构和软件设计，为现有的机床数控系统的升级和改造提供了很好的借鉴。　关键词：ＡＲＭ；ＤＳＰ；数控系统；ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ操作系统　中图分类号：ＴＰ３９１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—３８８１（２０１２）７—１０４—４　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＣＮＣ　Ｌａｔｈｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　ａｎｄ　ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ　ＬＥＮＧ　Ｃｈｕｎｙａｎ　，ＸＵ　Ｍｉｎｇｈｅ　，ＴＩＡＮ　Ｆｅｎｇ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００５４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｈｕｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ＆Ｗａｔｅｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ　４３００６４，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｌｉｇｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１　１０１６８，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｓｕｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｏｆ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｃｏｍｍｏｎ　ＮＣ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ＋ＤＳＰ　ｄｕａｌ—ｃｏｒｅ　ａｎｄ　ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｗｅｒｅ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．Ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ＮＣ　ｓｙｓｔｅｍｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ；ＤＳＰ；ＣＮＣ　ｓｙｓｔｅｍ；ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　数控技术是一项始于２０世纪４０年代前后，综合　应用了微电子、计算机、自动控制、电气传动、测量　技术、制造技术等多学科的最新研究成果的新技术。　数控技术先进与否，能在很大程度上决定一个国家的　工业化水平。　主要特点是嵌入、专用。鉴于嵌入式系统的专用性和　软硬件可剪裁，能使各种资源得到最合理的配置和应　用。作者以ＡＲＭ９芯片￥３Ｃ２４４０Ａ为整个控制系统的　核心，操作系统采用免费开源的实时操作系统ＲＴ—　Ｌｉｎｕｘ，ＤＳＰ芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２４０在￥３Ｃ２４４０Ａ的控制下　作为运动控制卡的核心，两芯片间采用ＳＰＩ接口进行　连接，以ＬＣＤ液晶显示屏作为人机界面。该数控系　目前国内常用的数控系统多为基于单片机和基于　ＰＣ这两种。对于以８／１６位的单片机作为控制核心的　数控系统，由于单片机系统的内部资源有限，一般需　要扩展外部资源，且较多地采用汇编语言进行编程，　给程序的移植带来了困难，并且因为无法支持操作系　统，所以程序的实时性无法得到保证。基于ＰＣ的数　控系统虽然利用了通用Ｐｃ丰富的软硬件资源，能够　很快开发出独具特色的软件系统，但是依然存在资源　浪费比较严重、稳定性差的不足，采用通用的Ｗｉｎ—　ｄｏｗｓ操作系统，由于微软的技术封锁，造成了用户　无法对底层硬件及操作系统进行最优配置、实时性难　以保证以及二次开发困难等问题。　统无论在速度、精度还是成本、易操作等方面，都很　适合于一般的数控机床。　１　数控系统硬件平台构架　系统设计首先要考虑的是硬件选择，从硬件速　度、硬件功能、内存管理、Ｉ／０口、可扩展性、可维　护性等方面进行考虑。ＡＲＭ控制能力强，内部资源　丰富，可以用来运行交互界面和各种应用程序；ＤＳＰ　则是具有很强的数据处理能力，能将ＡＲＭ对外部输　入信息进行处理后产生的数据作出相应的处理来控制　机床的运行，同时将机床反馈的信息再返回给ＡＲＭ　来处理。这样，ＡＲＭ和ＤＳＰ就构成了一个双ＣＰＵ的　随着ＡＲＭ及ＤＳＰ等嵌入式微处理器的快速发　展，目前数控技术遇到的问题便可以得到很好的解　决。嵌入式是以应用为中心、以计算机技术为基础、　软硬件可剪裁、适用于应用系统，对功能、可靠性、　成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它的　收稿日期：２０１１—０３—３１　主从式结构，其中ＡＲＭ为内核的主控板称为上位机，　ＤＳＰ为内核的从ＣＰＵ称为下位机，上位机与下位机　之间通过ＳＰＩ接口进行连接。系统的硬件设计框图如　作者简介：冷春艳（１９８７一），硕士，研究方向为嵌入式系统的开发与应用。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｅｎｇｃｙ０２０２＠ｓｉｎａ．ＣＯｌｎ。　

第７期　冷春艳等：基于ＡＲＭ和ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的嵌入式机床数控系统设计　・１０５・　Ｉ　ＬＣＤ￣　ｌ讯接口片￥　３Ｃ　２４４０Ａ　ＴＭＳ　３２０Ｆ２４　０Ｅ羹ＰＭ７１６０Ｓ　卜．＿　．．ｌ　　卜．＿　　烹Ｉ　．．Ｉ主ｆ＋　。广　。　工上－＿］　ｌ卜＿叫ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈｌ　ＩＳＤＲＡＭ　ｌ　Ｊ伺服『——］广编码及馈ｌ　ｆＩ　ｌ　图１系统整体硬件框图　１．１　基于ＡＲＭ的主控板　如图１所示，主控板包括ＡＲＭ微处理器、同步　动态内存ＳＤＲＡＭ和Ｆｌａｓｈ闪存芯片、ＬＣＤ显示屏及　其接口以及ＵＳＢ接口、串口和以太网接口等。　ＡＲＭ微处理器采用ＳＵＭＳＵＮＧ的ｓ３　Ｃ２４４０Ａ微处　理器芯片。￥３Ｃ２４４０Ａ是一款基于ＡＲＭ９２０Ｔ内核的　１６／３２位ＲＩＳＣ处理器，它的工作电压极低，可分别　在１．２和１．３　Ｖ的电压下正常工作，而此时的主频却　分别可以达到３００和４００　ＭＨｚ。该内核采用内存管理　单元（ＭＭＵ）、高级微控制器总线结构和哈佛缓存结　构，有独立的１６　ｋＢ的指令缓存和１６　ｋＢ数据缓存，　性能高、功耗小、体积小、支持ＬＣＤ液晶屏。　￥３Ｃ２４４０Ａ仅有４　ｋＢ的内部ＲＡＭ，一般操作系　统的启动和引导程序都是在外部ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ上进行　的，而操作系统和主程序在运行时一般会被引导到　ＳＤＲＡＭ上进行。从ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ启动ＣＰＵ时，ＣＰＵ　会通过内部的硬件将ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ开始的４　ｋＢ数据复　制到称为“Ｓｔｅｐｐｉｎｇｓｔｏｎｅ”的４　ｋＢ的内部ＲＡＭ中　（起始地址为０），然后系统自动执行这些载入的引导　代码。一般情况下，这４　ｋＢ的引导代码需要将　ＮＡＮＤ　Ｆｌａｓｈ中程序内容拷贝到ＳＤＲＡＭ中，在引导码　执行完毕后跳转到ＳＤＲＡＭ执行。因此￥３Ｃ２４４０Ａ周　围需要扩展出同步动态内存ＳＤＲＡＭ和Ｆｌａｓｈ闪存芯　片来存放各种程序与数据。　ＳＰＩ接口用于ＡＲＭ和ＤＳＰ之间的命令传输，串　口可以用来调试系统程序，以太网接口可以将该控制　模块与外部网络连接起来，构成一个控制网络，这样　就可以实现一人多机的管理模式。ＵＳＢ接口的设计，　就可以使用ｕ盘进行数控文件的存储传输和系统的　升级，减少了以后系统改造时的困难。ＬＣＤ液晶屏　接口用于连接ＴＦＩ＇型的ＬＣＤ，显示用户界面。　１．２基于ＤＳＰ的下位机　在高速、高精度的数控机床中，由于要做大量的　复杂运算，因此传统的单片机已经不能满足系统的要　求了，而ＤＳＰ数字信号处理器时钟频率高，处理速　度快，所以是单片机的理想替代品。ＣＰＬＤ器件的逻　辑单元大，单元功能强大，单元内互联关系简单，电　路延时小，所以适合控制器这类逻辑型系统。作者就　采用ＤＳＰ芯片和复杂可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）构成　多轴运动控制卡。　ＴＩ公司ＤＳＰ数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２４０内部的　模数转换模块包括两个独立的采样、保持电路和两个　１０位双积分型的转换器，１６路模拟输入通道，可同　时转换２路信号。ＤＳＰ还增加了串、并口的数量和速　度，其处理一条指令的时间提高到几十纳秒，数据吞　吐能力达到８０　ＭＩ／ｓ以上，非常适用于大数据量的高　速数据采集系统和实时控制系统，并能对Ａ／Ｄ转换　的结果进行ＦＦＴ分析、小波分析等。因此，　ＴＭＳ３２０Ｆ２４０对精密数控系统来说是一种极佳的选　择。　ＣＰＬＤ器件选用Ａｌｔｅｒａ公司的ＭＡＸ７０００Ｓ系列的　ＥＰＭ７１６０Ｓ。它以第二代多阵列矩阵结构为基础，是　一种高性能ＣＭＯＳ　ＥＥＰＲＯＭ：逻辑密度为３　２００个可　用编程门电路，１６０个宏单元，１０４个Ｉ／Ｏ管脚，另　外还有系统可编程功能、ＪＴＡＧ便捷测试电路等。　插补是数控系统的核心，数控系统正是通过插补　计算，才能加工出各种复杂轮廓的零件，并且各种复　杂轮廓的精度也是由插补任务保证的。在该设计中，　ＴＭＳ３２０Ｆ２４０通过一定的插补算法将当前的反馈位置　信号与插补计算的理论位置相比较，通过环行分配，　确定　、　轴的进给脉冲；进给脉冲通过光电隔离、　信号放大驱动　、。轴步进电机完成相应的加工运动；　软件同时完成升降速控制、刀架转位控制以及螺纹加　工程序。ＣＰＬＤ则主要实现地址译码、开关量输入输　出、编码器反馈信号和手轮脉冲输入处理以及与ＤＳＰ　的并行通讯的逻辑处理等功能。　１．３　ＳＰＩ接口　ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ　Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）是一种高速的、　全双工、同步串行外设接口，它可以使ＭＣＵ与各种　外围设备以串行方式进行通信以交换信息。ＳＰＩ总线　系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接　接口，该接口一般使用４条线：串行时钟线（ＳＰＩＳ－　ＣＫ）、主机输Ａ．／从机输出数据线（ＳＰＩＭＩＳＯ）、主机　输出／从机输入数据线（ＳＰＩＭＯＳＩ）和从机传输时能　（ＳＰＩＳＴＥ）。在点对点的通信中，ＳＰＩ接口不需要进行　寻址操作，显得简单高效。因此作者选择ＳＰＩ接口作　为上位机与下位机之间的接口，ＡＲＭ处理器与ＤＳＰ　芯片依然遵循ＡＲＭ为主、ＤＳＰ为从的主从工作方式，　它们之间的硬件连接图如图２所示。￥３Ｃ２４４０Ａ有两　个ＳＰＩ接口ＳＰ１　０和ＳＰＩ　１，分别由ＧＰＥ１１－１３、ＧＰＧ２　

・１０６・　机床与液压　第４０卷　和ＧＰＧ５—７、ＧＰＧ３这两组管脚引出，这里选择它的　ＳＰ１　０接口，ＳＰＩＭＩＳＯ　０、ＳＰＩＭＯＳ１　０、ＳＰＩＣＬＫ　０、ｎＳＳ　一０管脚分别与ＤＳＰ芯片对应的ＳＰＩ接口管脚ＳＰＩＳＯＭＩ、　ＳＰＩＳＩＭＯ、ＳＰＩＣＬＫ、ＳＰＩＳＴＥ相连。　Ｓ３Ｃ２４４０Ａ　Ｍａｓｔｅｒ，ＳＩａｖｅ＝０　ＳＰＩＭＩＳＯ　０　ＳＰＩＭｏＳ１　０　甲早早甲　ＴＭ￥３２０Ｆ２４０　Ｍａｓｔｅｒ／Ｓｌａｖｅ＝ｌ　ＳＰＩＳ０ＭＩ　ＳＰＩＳＩＭｏ　非　妄时　障审审嘲申审　ＳＰＩＣＬＫ　０　ＳＰＩＣＬＫ　ｎＳＳ　０　ＳＰＩＳＴＥ　图２　ＡＲＭ与ＤＳＰ之间的硬件连接图　２　ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ实时操作系统　操作系统是整个数控系统软件编写与运行的基　础，选择一个好的操作系统对一个数控系统尤为重　要。Ｌｉｎｕｘ作为嵌入式操作系统的后起之秀，以其源　代码开放、免费、可定制、稳定性强、对网络支持好　等优点，逐渐成为最受开发者欢迎的操作系统，但在　实时性方面还存在着不足。针对实时性要求较严格的　数控系统，作者选择了Ｌｉｎｕｘ操作系统的实时化版本　ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ。ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ是一个硬实时操作系统，它将　Ｌｉｎｕｘ作为最低优先级的执行线程运行。Ｌｉｎｕｘ线程被　做成完全可抢先的，使实时线程和中断处理子程序永　远不会被非实时操作延迟。ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ中的实时线程可　以通过共享内存或一个类似于文件的接口（ＦＩＦＯ管　道）与Ｌｉｎｕｘ中的进程通信，这样实时应用程序就能　够利用Ｌｉｎｕｘ所有强大的、非实时的服务。这些服务　包括：网络功能、图形功能、窗口系统、数据分析程　序包、Ｌｉｎｕｘ设备驱动程序以及标准的ＰＯＳＩｘＡＰＩ。由　于ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ采用的是双内核结构（Ｌｉｎｕｘ内核及实时　内核），所以从ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ应用来看，存在两个域，一　个是实时域，一个是非实时域。　要在ＡＲＭ处理器上移植ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ操作系统，首　先要在Ｐｃ机上对标准的Ｌｉｎｕｘ内核源代码打实时补　丁ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ，然后重新编译，就能得到实时的Ｌｉｎｕｘ　内核ｒｔｚＩｍａｇｅ了。另外，由于嵌入式系统对软件的体　积有着严格的要求，因此还要对这个实时的操作系统　进行内核、库、文件系统、启动脚本等方面的适当裁　减，使它适合数控系统的需要。　３系统软件结构　数控系统要在软件层实现的基本功能有：数控程　序的译码、插补运算、速度预处理、刀具补偿、位置　控制、操作界面显示等。这些功能可以划分为３个模　块：界面层、实时任务层、非实时任务层。具体结构　见．图３　—　实时管道与共享内存　Ｊ　实　层时　　１　熏　…　　ｌｌ　图３系统软件结构图　３．１　界面层　主界面负责显示数控机床当前的运行状态，同时　响应用户的操作指令实现对系统的控制。主界面通过　ＱＴ—Ｅｍｂｅｄｄｅｄ派生的一个窗口类，当捕获到操作指令　时系统会根据判断切换到相应的子窗口，如图３所　示，有文件管理窗口、工作方式设置窗口、参数设定　窗口等。这些子界面也是通过ＱＴ．Ｅｍｂｅｄｄｅｄ派生的　窗口类，通过ＱＴ－Ｅｍｂｅｄｄｅｄ的控件来接受用户输入　的设定值，如对主轴速率、进给倍率等的控制、对刀　具补偿以及系统参数的修改等，完成对系统的控制。　３．２非实时层　非实时层的任务是与运动控制间接相关或无关的　功能，如图３所示的数控程序文件解释模块、刀具补　偿、速度预处理以及各种参数的设置。数控程序的译　码是实现加工速度控制和轨迹插补的前提和基础，它　通过对ＮＣ代码的解释以获取刀工位置和运动趋势的　信息，从而生成刀具运动轨迹数据，这样机床加工所　需的基本功能才能实现。经过译码后的数据段主要分　为三部分，分别是Ｆ指令（供速度控制任务使用），　Ｇ指令（供插补任务使用）和Ｔ、ｓ、Ｍ指令（供逻　辑控制使用）。速度预处理主要完成刀具补偿和前加　减速处理，经过译码后的数据段坐标参数必须放到刀　补缓冲区进行刀补处理后才能存入到插补缓冲区供插　补任务处理。这些任务就算偶尔延迟，也不会造成很　大的影响，所以可以归类为非实时任务。　３．３　实时层　实时层的任务模块与运动控制功能密切相关，它　包含具有强实时性的任务模块。比如插补任务、与下　位机的通讯、位置控制指令、手动模块以及途中未标　

第７期　冷春艳等：基于ＡＲＭ和ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ的嵌入式机床数控系统设计　・１０７・　明的ＣＰＬＤ执行模块等。插补任务是根据进给速度的　（４）向下位机发送控制指令，执行上位机的控　制指令。　要求，在刀具运行轨迹的起点与终点之间计算出若干　个中间点的坐标值。这些坐标值的精度会影响到整个　４结束语　基于ＡＲＭ和ＲＴ－Ｌｉｎｕｘ的嵌入式机床数控系统具　数控系统的控制精度，因此作者采用两次插补来提高　系统精度。ＡＲＭ负责的粗插补将Ｇ代码转换为比较　详细的轨迹点信息，ＤＳＰ负责的精插补则将这些信息　完全转换为能直接输向伺服驱动器的脉冲信号。位置　控制需要比较插补计算得到的值与传感器检测到的实　有良好的稳定性、可靠性和可维护性。所设计的软硬　件经实际运行，具有良好的性能，能较好地完成数控　系统所要求的各项工作。所以，ＡＲＭ９的强大功能加　上实时的ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ所搭建的系统是完全可以满足有　际值，确定位置偏差，然后根据控制算法把计算值发　送到脉冲发送器，通过脉冲信号发送给伺服驱动器，　以便各轴的移动量能在系统的控制下完成。这些任务　能否及时完成直接影ｐｉｌａｕ系统的安全，所以需要绝对　保证它的实时性，因此把它归类为实时任务。对于实　较高精度和速度要求的数控系统的，为现有的数控系　统的升级和改造提供了很好的借鉴，具有广泛的发展　前景。　参考文献：　【１】刘学鹏，赵冬梅．基于ＤＳＰ开放数控系统的嵌入式运动　控制器设计及实现［Ｊ］．机床与液压，２０１０，３８（１８）：　１７—２０．　时任务，要放在实时域，由ＲＴ．Ｌｉｎｕｘ下面的实时模　块来完成。　实时模块是通过ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的实时时钟中断来保　【２】姜酷．基于ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ的嵌入式实时系统设计［Ｄ］．杭　州：浙江大学，２００３．　障的。ＲＴ—Ｌｉｎｕｘ周期性地唤醒处理程序。该程序的处　理流程如下：　【３】杨军．基于ＡＲＭ的嵌入式机床数控系统的研究与开发　［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２００８．　（１）和下位机通过ＳＰＩ接口通讯，获得伺服驱动　器的状态反馈；　【４】韦东山．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用开发完全手册［Ｍ］．北京：人　民邮电出版社，２００８．　（２）通过界面层获取用户的操作指令；　（３）根据当时的机器动作指令、机器状态和机　器状态反馈计算下一步的动作和机器状态；　【５】王孙安，张进华，吴明军．基于ＡＲＭ的开放式数控系统　的研究［Ｊ］．现代制造工程，２００７（９）：５４—５８．　（上接第１０３页）　３仿真分析与试验验证比较　根据系统仿真模型，　在没有加入伺服放大板与　１２　ｌ　ｌ　１　１　～　一Ｌ　一　一　一　０　１　２　３　４　５　６　７　８　９　ｌ０　ｔ／ｓ　３．８　４　４．２　４．４　４．６　４．８　５　５．５　比例放大板的死区、颤皇ｌ８Ｖ　震，阀控马达摩擦，负载　：　干扰等非线性因素，同时　其他３个输入量被调为恒　值（不采用控制器对比例　阀进行主动控制）时，通　。　。　。。。　。　。　。。。　。　。。　ｔ／ｓ　（ａ）实测结果　（ｂ）局部放大图　图８恒压油源实测结果及局部放大效果　图７恒压油源压　通过仿真与实际试验验证，转台油源达到了设计　要求。　力仿真结果　过图７的油源压力仿真结　果（转台单框在１。／ｓ速度下开环运行）可以看出：　油源系统能够将压力稳定在１５．２　ＭＰａ，误差１．５％的　范围内。　参考文献：　【１】王旭永．三轴转台外框电液位置伺服系统低速运动的研　究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学机，１９９３．　【２】李洪仁．液压控制系统［Ｍ］．北京：国防工业出版社，　１９９０：１１１—１１３．　实际系统比例减压阀出口压力在１６　ｓ内升至　１５．２　ＭＰａ，仿真系统为１３　Ｓ，实际系统减压阀入口压　力从１６．０　ＭＰａ到２５．０　ＭＰａ时间为１　８７９　ｓ，压力超过　【３】ＴＯＭＩＺＵＫＡ　Ｍ，ＨＵ　Ｊ，ＣＨＩＵ　Ｔ，Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｗｏ　Ｍｏ．　ｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｘｅｓ　ｕｎｄｅｒ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ『Ｊ］．　２５．０　ＭＰａ溢流阀完全打开，在１　ｓ内跌至１６．０　ＭＰａ。　Ｔｒａｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡＳＭＥ，２００２，１１４（３）：２—７．　图８是与仿真曲线相对应的实际测量的压力波动曲线　及局部放大效果（以测量开始时间定为０时刻）。　【４】王占林，李培滋．飞机液压传动与伺服控制（下册）［Ｍ］．　北京：国防工业出版社，１９８０：１０２—１０５．