一、第二讲 开放式数控系统的核心—开放式控制器（论文文献综述）
彭阿珍[1]（2021）在《面向数控系统的自适应实时调度算法研究》文中指出随着新一代信息技术的飞速发展,全球机床行业进入了以数字制造技术为中心的自动化时代。国家装备制造业的发达程度取决于机床行业的产品质量和技术水平,是国家核心基础建设的重要组成部分,对促进社会发展意义重大。数控技术是数控系统的核心,作为信息技术与先进制造技术深度融合的产物,是实现高速度、高效率、高精度、开放性与智能化数控系统各项功能的关键要素。数控系统是实时系统的一种典型应用。实时调度算法是保证实时系统各项功能在实时、能耗等约束前提下顺利实现的核心基础。随着处理需求的多样化和应用场景的复杂化,数控系统的内部组件和外部环境也随之变得更加难以用数学模型进行精确描述。实时调度算法也随之面临新的挑战:不仅要充分考虑数控系统中调度机制的实时性需求,还需要综合考虑外部环境的不确定性、系统的能耗、任务的优先约束或数据依赖等问题,实现调度资源在任务之间的最优分配。自适应实时调度算法把自适应系统中的控制论、排队论、人工智能等方法与调度算法有机的结合起来,用控制理论分析和构造实时系统的调度模型及性能评估体系,在整个系统运行过程中通过不断观测调度信息,结合经典的实时调度规则,对调度相关参数进行动态调整,有效解决解决负载动态变化和具有不可预测性的系统调度问题。本文着重研究数控系统中任务调度问题,分析了在复杂的内外部环境下具体的调度需求,把自适应控制方法应用于经典的实时调度算法中,在继承了现有的实时调度算法的基础上,得到一些在特定环境下性能更高的自适应实时调度算法。具体研究内容如下:首先,针对负载动态变化的软实时任务调度需求,提出了基于资源预留的反馈调度模型。建立系统性能与误差之间的状态反馈方程,实现调度相关参数的动态调整。接着,针对硬件资源紧张的共享平台上混合任务调度需求,在ABS服务器算法的基础上,构建一种自适应分层调度框架,实现硬实时与软实时任务间的资源隔离。其次,针对混合任务的调度需求,考虑任务悲观估计的WCET远大于实际执行时间这一现象,提出基于自适应总带宽服务器调度算法和加入资源回收策略的自适应总带宽服务器算法,对以上两种算法进行可调度性分析,并且给出了算法流程的伪代码描述。最后,针对周期性依赖任务的调度需求,综合考虑任务的依赖关系及系统能耗,提出一种面向多核平台的基于混合遗传算法的调度策略,描述了算法的具体操作步骤,并且通过仿真实验验证了算法的有效性。
刘里斯[2]（2021）在《一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究》文中进行了进一步梳理传统数控系统的完全集成化结构和单机化工作样式已经成为制约数控系统顺应工业4.0时代发展的瓶颈问题所在。虽然当前有多个旨在打破完全集成化结构的开放式数控系统原型,但它们的开放程度受到组件技术的固有缺陷等其他因素的影响,且其开放化结构仍然是基于单机化工作样式的。今天,云平台和因特网等技术的快速发展和广泛应用为打破单机化工作样式创造了条件,使得将数控软件移植到云端并通过因特网同时控制现场端的多台设备成为可能。本文结合计算机科学、通信技术和软件工程等领域的技术成果、思想和方法,探索数控系统的网络化和相应的开放化的特点和实现方法,从而提出一种新的数控系统原型-隐形数控系统,以期为实现顺应工业4.0发展的、高度开放的、灵活的和智能的数控系统提供新思路和新方法。针对因特网上流量传输的不稳定性,本文基于缓存策略,结合数控域和网络化应用的特点,设计了隐形数控系统的跨远端、现场端和移动端的分布式部署样式。该部署样式在保证数控系统的强实时运行时环境需求的同时,能够最大化精简现场端控制设备的结构和功能。其次,结合部署样式的特点,设计了隐形数控系统的运营模式。通过引入运营商角色实现提供者和消费者之间的发布-查找-绑定模式的动态多对多配对。然后分析了部署样式和运营模式的约束下,数控域的开放性特征:数控功能模块的部署独立性、互操作性、可伸缩性、可复用性和在此基础上的数控能力的可定制性和与被控设备之间的可动态配置性。进而根据工作样式的特点和开放性特征,提出了隐形数控软件系统基于面向服务思想的实现机制,并对其业务域进行了分解:与传统数控软件相比,隐形数控软件的数控域是由多个提供者以数控服务的形式实现的,并且除数控域外,隐形数控软件系统还包含负责注册、管理和编配数控服务的运营商业务域。采用面向领域驱动设计的微服务架构思想开发了实现运营商业务域的隐形数控平台,在实现其功能性属性外,还实现了良好的伸缩性、演化性、健壮性和可维护性等非功能性属性。首先,根据限界上下文概念拆分了隐形数控平台的业务逻辑和行为,从而定义了四个隐形数控平台微服务,并设计了它们之间的映射模型,确定了隐形数控平台的总体结构。然后根据每个微服务的具体业务逻辑和业务行为的特点,分别研究其实现方法。为了提高微服务的响应能力,应对网络质量和流量的不稳定性,隐形数控平台微服务的实现采用了命令查询责任分离模式和大量的异步调用方法。最后,对隐形数控平台微服务进行了单元测试和响应并发访问的性能测试。为了研究数控服务的实现,本文以数控解释域为例,开发了数控指令解释服务。针对当前解释器的扩展性和适应性低的问题,本文通过分析数控语言的语言规范的特点,将解释器分为标准和特有两种,并提出一种解释功能由一个标准解释器和一个特有解释器动态组合而成的解释机制。此外,本文通过开发独立的具有容错机制的语义分析器和操作指令处理器,提高了解释器的解释性能。基于解释机制和解释器的实现,开发了数控指令解释服务,并编写了测试前端对数控指令解释服务的解释功能可配置性和解释性能进行了测试。最后,本文开发了隐形数控桌面客户端和其相应的API网关作为测试前端,结合数控指令解释服务,对隐形数控平台的用例进行了系统整体测试。进而,结合工件实例,使用隐形数控软件系统完成了从数控能力的定制和操作,到根据网络地址动态传输加工指令,再到现场端解码加工指令实现加工的整个加工过程操作,验证了本文所提出的隐形数控系统的工作样式和其软件系统面向服务思想的实现机制的可行性。
路赛利[3]（2021）在《复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究》文中进行了进一步梳理航空航天、电子信息以及国防工业等领域的高端装备中,存在一类具有特定电磁性能的透波构件。此类构件可以保证雷达天线的通讯、制导等正常工作,一般具有复杂的廓形。插入相位移（insert phase delay,IPD）是评价复杂型面透波构件生产是否满足要求的综合评判指标之一,现阶段主要受限于材料成型和加工工艺水平,多采用修磨的方式调整几何厚度来修正补偿构件IPD误差。一方面,透波构件IPD逐点精密测量可以筛选出合格产品;另一方面,也是为机械补偿方式确定厚度调整量分布的有效手段之一。本文设计开发了一种大型复杂型面透波构件IPD测量装备的控制系统,并对测量过程中的多轴协调轮廓控制问题开展了研究。首先,针对测量装备和工件的特殊性以及测量过程中所满足的特定条件,采用基于“IPC+GALIL控制器”的双CPU数控系统,规划测量装备硬件系统的总体结构,进行控制系统主要电路搭建及伺服系统的设计与选型。此外,基于模块化设计理念,开发测量装备调整与校准主界面和微波系统程控界面,并编写下位机运动程序和底层PLC程序。最终构建完成测量装备控制系统的软、硬件平台。然后,针对测量过程中多轴伺服系统动态特性不匹配、轴间耦合带来的轮廓误差问题,在分析系统轮廓误差的基础上,将非线性PID控制器应用于单轴位置控制和交叉耦合控制。对于任意轮廓曲线,非线性PID交叉耦合轮廓控制在加快伺服轴动态响应提高单轴跟踪精度的同时,实时估计轮廓误差后进行动态增益补偿至各轴,实现轴间信息共享减小系统轮廓误差,提高IPD测量精度。利用X-Y平台进行验证,实验结果表明:与变增益交叉耦合控制相比,非线性PID交叉耦合轮廓控制在轮廓误差的均方根值、最大值和平均值三方面分别减少了30.77%、32.65%和30.43%,有效加快了伺服轴动态响应,提高了系统的轮廓精度。最后,对测量装备控制系统进行软、硬件调试。为满足控制系统的技术指标和动静态性能要求,并对各轴伺服电机的PID参数和速度/加速度前馈参数进行整定。为提高系统的定位精度,利用激光干涉仪检测装备各伺服轴的位置误差,设计基于“误差表”的补偿方法,并进行定位误差补偿实验,实验表明:X、Y、Z轴定位精度均小于0.04mm,重复定位精度均小于0.02mm;A轴定位精度小于1′,重复定位精度小于0.6′;C轴定位精度小于2′,重复定位精度小于1.2′;设计的控制系统满足精度设计指标要求。
吕东[4]（2021）在《辊筒模具光学微结构加工控制系统研究》文中认为具有光学功能的微结构是一种重要的微结构,由于其特殊的性能,广泛应用于成像技术和能源应用等领域,拥有巨大的市场应用价值。辊筒机床控制系统是整个机床的核心部份,融合了多学科的专业技术,其性能直接决定着数控机床的加工性能。常规的辊筒机床只配备了X轴、Z轴和主轴,无法在辊筒模具上实现径向菲涅尔光学微结构加工,需要引入A轴进行四轴联动才能实现该种结构的加工。为了研究辊筒模具光学微结构加工控制系统实现方法,同时提升我国辊筒机床在制造业中的研发水平和应用能力,开展基于光学微结构加工的辊筒机床控制系统研究,具有重要的理论与实践意义。本论文针对光学微结构加工的要求,在实验室现有辊筒机床上开展多轴联动控制系统研究,开发出稳定的、高控制精度的辊筒机床多轴联动控制系统,并实现裸眼3D光学微结构和径向菲涅尔光学微结构的加工。具体研究内容如下:（1）根据辊筒模具光学微结构加工工艺,并结合辊筒机床机械结构,分析光学微结构加工方案,确定加工裸眼3D光学微结构和径向菲涅尔光学微结构时分别需要两轴和四轴联动控制。（2）以Aerotech的A3200运动控制器为核心,设计包括软硬件平台的辊筒机床控制系统,结合系统整体设计结构完成控制系统硬件平台的搭建,开发了上位机软件多功能模块,有效实现了运动控制器的功能扩展性、通用性和移植性,开发出针对光学微结构加工的辊筒机床多轴联动控制系统。（3）研究了A3200运动控制器PID控制算法,利用MATLAB/Simulink对PID伺服控制环路进行了参数整定与仿真分析,深入开展了优化调试实验,控制系统达到了高稳定性和高控制精度的要求,旋转轴定位精度达到2arc sec,直线轴定位精度达到0.25μm。（4）基于研究的控制系统,开展了辊筒模具光学微结构加工实验。在对辊筒模具外圆车削加工的基础上,采用不同的金刚石刀具分别对柱状透镜光栅特征深度为142.87μm的裸眼3D光学微结构和每个环带特征深度为20μm的径向菲涅尔光学微结构进行加工。加工结果表明,辊筒模具表面粗糙度Ra4.8nm,裸眼3D光学微结构平均表面粗糙度Ra9.1nm,轮廓精度PV优于4.5μm,径向菲涅尔光学微结构每个环带平均表面粗糙度Ra8.4nm,轮廓精度PV优于1.6μm,验证了所开发的辊筒机床控制系统能够满足一般光学微结构加工性能的要求。
陈奕成[5]（2021）在《基于LinuxCNC的五坐标联动开放式数控系统的研究与开发》文中提出随着用户对数控系统的需求将朝着个性化、定制化发展,目前市面上成熟的封闭式数控系统存在开放性和灵活性不足的问题。除此之外,大部分优质的数控系统还掌握在近期与我国时有摩擦的部分西方发达国家手中。市场对国外封闭式数控系统的依赖不仅限制了数控系统的个性化,更不利于我国制造业长期稳定的发展。为了满足机床对数控系统的开放性、灵活性需求,同时为了降低对其他国家拥有产权的产品的依赖,本文基于LinuxCNC开发了五坐标联动开放式数控系统,并设计搭建了微小型卧式五坐标联动实验样机。在此实验样机上对数控系统的功能进行了验证。主要内容总结如下:本文首先通过大量的文献调研,总结了国内外基于LinuxCNC的开放式数控系统的研究现状,确定了需要在LinuxCNC上开发的功能。设计搭建了一台微小型五坐标机床作为实验样机,并基于此实验样机完成对本文所开发功能的验证。针对LinuxCNC的研究,本文结合相关文档对源代码进行解析。首先分析了其整体架构形式,然后在源代码的层面着重对RCS/NML通信机制及运动控制器的工作过程进行梳理,详细剖析了LinuxCNC轨迹规划和插补计算的流程,以及运动控制命令的执行过程。最后对LinuxCNC的使用过程中的注意事项及重点文件的配置方法进行总结。针对基于LinuxCNC的五坐标联动开放式数控系统开发,本文分析了基于LinuxCNC开发数控系统的三种常用方式,并使用这三种方式进行三个功能的增强和拓展。使用HAL组件开发的方式,在完成五轴运动学分析的基础上编写相关的运动学模块,实现此开放式数控系统的五坐标联动加工功能。使用优化源代码的方式,实现对原有的梯形速度控制算法的增强。使用编写与LinuxCNC协同工作的程序,完成本文提出的精度控制系统的初步实现。针对微小型五坐标联动实验样机的设计,本文首先确定设计重心低、易于排屑的卧式机床。然后对各种不同结构形式的卧式五坐标联动机床进行对比分析,确定其总体布局。通过理论计算及仿真分析确定了关键零部件的结构和选型。完成零件加工和整机装配后,根据国家检测标准对机床进行了定位精度和重复定位精度检测,并对检测结果进行分析处理。最后,本文进行了开放式数控系统功能的实例验证,通过使用微小型卧式五坐标联动实验样机完成了加工试验和精度控制试验,并对试验的结果进行总结,分析在此五坐标联动开放式数控系统的研究与开发中取得的成果及不足之处,提出具体的改进完善意见,为进一步深入研究提供了基础。
朱龙飞[6]（2020）在《普通车床数控化改造设计与实施》文中认为数控技术自创立以来就得到了广泛的应用,经过多年发展,现阶段我国在数控领域已取得一定成就。数控机床在机械制造等领域起到了关键性作用,一个国家或地区的数控化水平很大程度上反映了其机械化水平。现阶段,很多企业都拥有一定数量的普通机床,这些机床的使用年限很长,在工业实际中难以量化生产,并且加工的精度不高,自动化程度也相对薄弱。如果更新设备,会对生产造成影响,并且需要投入大量资金来购置数控机床。因此,改造和升级现有机床,拓展机床的制造能力,提升产能和效率,是目前大多数企业采取的策略,这样能让企业的自动化程度得到有效提升。本文以典型的普通车床CA6140数控化改造为案例,列举了其在改造实施中可能出现的关键问题及解决措施。包括对机床改造的可行性分析;阐述了数控系统若干改造方案的利弊,结合CA6140数控化改造的要求,针对运动控制卡和工控机所建立的开放式数控车削系统进行了详尽分析,具体讨论了其硬件平台构建的理论依据和软件平台的设计思想;对主要的机械部件,如进给系统的滚珠丝杠副、步进电动机及驱动器的选用依据,自动回转刀架的控制原理及选用,在主轴上安装脉冲编码器的选用依据及安装注意事项等均作了较细致地分析;并对数控化改造后的机床按照GBT25659.2-2010《简式数控卧式车床》技术要求进行检测机床精度,总结和分析了各个改造项目在改造中的具体要求。本文为普通机床数据控化改造实践提供了理论基础,对普通机床的改造升级进行了规范,为企业针对普通机床引入数控技术提供了借鉴经验,更为学校数控维修专业的开设和发展创造条件。
罗思鑫[7]（2020）在《辊筒机床多轴联动数控加工系统研究》文中指出微结构光学薄膜具有各种形式,如裸眼3D、菲涅尔结构阵列、微球面阵列等,广泛应用于显示屏幕设备、通讯设备、新能源制造等领域,具有庞大的市场需求。光学薄膜制造的关键是在辊筒模具上加工出高质量的光学微结构,采用金刚石刀具切削技术可以在辊筒模具上加工多种光学微结构,通过辊筒模压技术可以连续制造微结构光学薄膜,相对于传统的平板模压和注塑技术具有更高的生产率和更低的成本,是目前批量生产光学薄膜性价比最高的加工工艺之一。辊筒模具加工技术作为辊筒模压技术的核心环节,在我国起步较晚,目前还需要依赖国外进口的辊筒机床才能满足辊筒模具大尺寸、高精度、高复杂度的要求。本课题根据辊筒机床的功能及控制需求,基于Aerotech的A3200多轴运动控制器,搭建了辊筒机床数控加工系统的硬件平台,开展了伺服系统PID仿真及实验调试优化,开发了一套人机交互界面,并通过加工实验验证了该数控系统的有效性。首先,基于辊筒模具径向菲涅尔结构加工的需求,开发了带刀具旋转轴的四轴联动辊筒机床,并完成了数控加工系统硬件平台的搭建及调试。其次,详细分析了A3200控制器的PID控制算法,利用Simulink仿真软件建立辊筒机床直线轴的数学模型,对伺服环的增益参数进行整定,得到了理论上优化的PID参数值,以此为基础进行实验调试优化。直线轴的位置跟随精度均达到亚微米级,且运行速度稳定。同时,开发了一套操作简单、界面友好的数控系统软件。其中包括通讯控制模块、轴的运动状态显示及操作模块、程序操作模块、I/O状态显示及操作模块等。所设计的数控系统软件能实时读取辊筒机床伺服轴的运动状态信息和加工程序运行时的状态信息,并显示在软件界面上。最后,对辊筒模具径向菲涅尔结构的加工过程进行了仿真分析,开展了辊筒机床的外圆车削实验、以及裸眼3D光学微结构的加工实验。实验验证了辊筒机床数控系统的稳定可靠性能。
刘建康[8]（2020）在《面向集群部署的微服务架构数控系统研究》文中研究表明智能数控机床可以在保证加工精度、提高机床加工效率的基础上,减少人工操作干预、降低对操作人员的专业能力需求,是实现智能车间、无人工厂的必要条件,为解决人口老龄化加剧、高级技能人才不足等社会问题提供了有效途径。当前,主流市场上的数控系统仍然采用封闭式体系结构,因多源信息接入能力差而导致不能生成有效的智能决策,在制造系统中只能充当一个被动执行的角色,越来越不能满足柔性化、敏捷化、定制化的生产需求。因此,本文以实现智能数控加工车间为目标,设计开发了基于微服务架构的开放式数控系统。采用边缘计算的思想,在车间层部署云计算平台,满足万物互联背景下车间工业大数据低时延传输和处理需求,为车间智能化提供大规模并行计算能力。在此基础上,基于控制系统即服务（Control System as a Service,CSaa S）的理念,将车间内的设备控制系统集成在边缘云计算平台中,形成一个车间集群控制系统方案。继而面向车间集群控制系统提出了基于微服务架构的开放式数控系统体系结构,构建了基于微服务架构的数控系统设计技术框架。采用领域驱动设计思想,将数控系统拆分为一系列松散耦合、独立部署的微服务,并利用着色Petri网对数控系统微服务架构进行形式化建模和仿真,验证了系统架构的可行性。微服务是微服务架构数控系统的基本构成单元,开发工作也以微服务为单位实现团队分工。为了协调不同团队的开发工作,提出了基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式,制订了具有标准语义的微服务接口契约,并建立了基于IEC 61499功能块的数控微服务层次结构模型。基于上述微服务接口契约和结构模型,分别开发实现了四个基础数控微服务:NCK微服务、Gcode微服务、RTE微服务和HMI微服务。为了在集群环境中保证数控系统实时性需求,对数控系统任务进行了类型划分,并制定了多核处理器分组调度策略。针对数控系统中具有生产者/消费者关系的数据流任务提出了反馈调度策略,通过实时监测缓存数据消耗速度,调整生产者任务的执行周期,使缓存中数据余量保持动态平衡,避免数据断流现象。针对数控系统硬实时任务,研究了任务可调度性、执行周期、延迟对控制系统稳定性和控制质量的影响。为保证分配到同一组CPU核心上的实时任务的可调度性,提出了基于响应时间的实时任务周期分配方法和基于处理器利用率的启发式周期优化方法。提出了基于容器技术的微服务架构数控系统可重构配置策略,为智能功能的灵活扩展奠定了基础。车间集群控制系统运行在一个工业服务器集群中,本文将集群节点划分为数控节点、数据节点和Web服务节点等,分别实现设备控制、大数据处理、Web服务等功能。微服务架构数控系统基于Kafka、Docker、Kubernetes等技术部署在数控节点中,并通过Ether CAT等实时以太网控制数控机床等设备。采用万兆数据网络、千兆管理网络、实时以太网、车间无线网络共同构成了车间集群控制系统网络,并对车间内的实时以太网拓扑结构和可靠性与容错技术进行了研究。最后采用一台工业服务器和两台数控机床搭建了微服务架构数控系统实验平台,并进行了相关性能测试和加工实验,验证了整体系统方案的可行性。
杨啸[9]（2019）在《基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究》文中研究指明“中国制造2025”对高端装备制造提出了网络化、数字化、智能化的要求。运动控制器作为智能工厂的终端控制节点,广泛应用于控制智能设备。在开放式架构中,软件化的运动控制器被认为是理想型解决方案。根据可伸缩、可配置、柔性化、模块化的需求,本文设计了基于RTX64的开放式运动控制器,重点探讨了控制器的架构设计、实现方案、同步策略、控制算法等核心模块,旨在实现开放性好、稳定性高、扩展性强的通用运动控制平台。本文主要的研究工作如下:首先,通过分析控制器的功能与性能需求,选取“Windows7+RTX64”为系统开发平台,选用实时工业以太网EtherCAT总线技术实现软控制器与从站设备的通讯,并完成了控制系统的分层架构设计与功能模块划分。其次,讨论了开放式控制器中多进程与多线程的实现方式,主要研究了进程的运行环境与进程间交互方案,提出了多线程设计与调度方案。在分析控制器事件流执行、数据流传递的基础上,设计了运动控制中位置信息的传递流程。基于模板方法设计模式,实现了控制器的原点复位功能。接着,研究了控制器的同步策略与通讯模型,设计了抽象同步基类,实现对多种同步机制的统一管理。采用环形队列降低多线程间的强耦合,针对线程间数据类型差异化,设计了基于模板类的环形队列。然后,设计了连续轨迹插补控制算法,实现了指令预处理与轨迹预处理,分析了拐角过渡条件与性能,选用直线过渡方案。针对前瞻算法失效的问题,提出优化策略。建立速度规划数学模型,使用双向扫描、动态规划、二分调节等算法,确定最优规划速度。最后,为测试开放式运动控制器的可行性,搭建了两个实验平台,对控制器的基本功能、控制性能进行全面测试,并将控制器应用于3D打磨、视觉点胶等实际工程。实验结果与工程应用效果验证了控制器的稳定性与开放性。
马秀明[10]（2018）在《基于CNC改进的开放式数控系统研究》文中研究表明数控技术和数控机床是我国制造业现代化的基础,数控系统是数控机床装备的核心关键部件。数控系统可用于数控机床的生产,也可以根据用户要求对原有的数控机床或非数控机床进行系统升级、改造等。当前数控技术发展趋势之一就是由传统的封闭式体系构建转变为开放式体系。本文从硬件平台和软件平台对开放式系统进行深入的研究。开放式数控系统是由工业控制计算机、伺服控制器、运动控制卡以及对应的软件等构成的。具有扩展、可互换、可移植、改造等诸多方面的特点。鉴于部分学校研究经费紧张,老旧机床废弃不用的情况下,基于对数控系统发展历程的分析以及开放数控系统的认识,对某中等专业学校现有CAK6140废弃机床进行改造,通过对硬件平台和软件平台的改造,将原有数控系统TAU871SF改造成开放式数控系统,使得原有车床可以保留原有的功能之外,借助软件来对开放式运动控制器研究及其实现,还增加仿真加工的功能以及具有友好操作界面和强大网络等功能。最后,通过零件的加工说明基于CNC改进的开放式数控系统借助网络环境下具有良好的远程数据传输和加工的能力。当前,由于开放式数控系统还没有统一的标准,很可能对CNC技术的发展产生影响,本文基于CNC的改造使其具有开放式数控机床的性能,在这方面的尝试对于同类机床的改造或许具有可供借鉴的参考意义。
二、第二讲 开放式数控系统的核心—开放式控制器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、第二讲 开放式数控系统的核心—开放式控制器（论文提纲范文）
（1）面向数控系统的自适应实时调度算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工业革命与数控系统的发展 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 数控系统的实时性需求 |
| 1.2.4 数控系统的自适应性需求 |
| 1.2.5 数控系统的低能耗需求 |
| 1.3 论文选题的动机及意义 |
| 1.4 论文结构与研究内容 |
| 第2章 实时调度理论与方法 |
| 2.1 实时调度相关理论 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 任务的相关性 |
| 2.1.3 任务的分类 |
| 2.1.4 调度算法的性能评价标准 |
| 2.2 实时调度算法的分类 |
| 2.3 常用的实时调度策略 |
| 2.3.1 时间驱动(Time-driven)调度策略 |
| 2.3.2 优先级驱动(Priority-driven)调度策略 |
| 2.4 混合任务调度算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 自适应调度算法 |
| 3.1 基本概念 |
| 3.2 自适应系统 |
| 3.2.1 自适应系统分类 |
| 3.2.2 自适应系统的特点 |
| 3.3 自适应调度算法 |
| 3.3.1 基于准入控制的策略 |
| 3.3.2 基于反馈控制的实时调度策略 |
| 3.3.3 弹性调度算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 面向混合任务的反馈调度算法 |
| 4.1 相关研究 |
| 4.2 任务模型与假设 |
| 4.3 资源预留与常带宽服务器 |
| 4.3.1 资源预留 |
| 4.3.2 常带宽服务器 |
| 4.4 自适应带宽服务器(ABS) |
| 4.4.1 反馈控制回路 |
| 4.4.2 ABS服务器控制模型 |
| 4.4.3 ABS模型中控制器设计 |
| 4.4.4 ABS服务器中监管器的设计 |
| 4.5 AHSF框架 |
| 4.5.1 相关研究 |
| 4.5.2 调度模型 |
| 4.5.3 调度流程 |
| 4.6 实验验证与分析 |
| 4.6.1 针对软实时任务的测试 |
| 4.6.2 针对混合任务的测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 面向混合任务自适应总带宽服务器算法 |
| 5.1 相关研究 |
| 5.2 系统模型和总带宽服务器算法 |
| 5.2.1 系统模型 |
| 5.2.2 总带宽服务器算法 |
| 5.3 自适应总带宽服务器(ATBS) |
| 5.4 基于资源回收的ATBS算法(ATBSRR) |
| 5.5 仿真实验 |
| 5.5.1 仿真方法 |
| 5.5.2 实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于混合遗传算法的低能耗实时调度 |
| 6.1 相关研究 |
| 6.2 系统模型与问题描述 |
| 6.3 混合变邻域搜索的遗传算法 |
| 6.4 变邻域搜索 |
| 6.5 实验 |
| 6.5.1 实验设计 |
| 6.5.2 对比实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结束语 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 本文研究的目的与意义 |
| 1.2 开放式数控系统的研究现状及开放化程度分析 |
| 1.2.1 硬件实现平台的研究现状 |
| 1.2.2 数控软件系统的研究现状 |
| 1.2.3 开放化程度的分析 |
| 1.3 网络化数控系统的研究现状 |
| 1.4 隐形数控系统实现面临的主要问题 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 隐形数控系统的概念及其总体结构的研究 |
| 2.1 隐形数控系统工作样式的设计 |
| 2.1.1 隐形数控系统的部署样式 |
| 2.1.2 隐形数控系统的运营模式 |
| 2.2 隐形数控软件系统开放性特征的分析 |
| 2.3 隐形数控软件系统实现机制的研究 |
| 2.3.1 数控功能模块的实现机制 |
| 2.3.2 数控能力的实现机制 |
| 2.4 隐形数控系统实现的可行性分析 |
| 2.4.1 数控域分布式部署的可行性分析 |
| 2.4.2 基于因特网通信的可行性分析 |
| 2.4.3 隐形数控软件系统面向服务思想的实现机制的可行性分析 |
| 2.5 隐形数控系统的概念和总体结构 |
| 2.5.1 隐形数控系统的概念和特点 |
| 2.5.2 隐形数控系统的总体结构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 隐形数控平台的研究与实现 |
| 3.1 隐形数控平台的系统设计需求分析 |
| 3.1.1 业务需求分析 |
| 3.1.2 用户需求分析 |
| 3.1.3 功能需求分析 |
| 3.2 隐形数控平台总体结构的设计 |
| 3.2.1 领域驱动设计的概述 |
| 3.2.2 隐形数控平台微服务的拆分和定义 |
| 3.2.3 隐形数控平台的总体结构 |
| 3.3 隐形数控平台微服务的实现 |
| 3.3.1 身份与访问微服务 |
| 3.3.2 服务粒度微服务 |
| 3.3.3 注册微服务 |
| 3.3.4 数控能力微服务 |
| 3.4 隐形数控平台微服务的单元测试和性能测试 |
| 3.4.1 单元测试 |
| 3.4.2 性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 数控指令解释服务的研究与实现 |
| 4.1 数控解释器的概述 |
| 4.1.1 数控语言的概述 |
| 4.1.2 语言处理器概述 |
| 4.1.3 当前数控解释器存在的问题 |
| 4.2 解释功能可动态配置的实现机制的研究 |
| 4.3 原子解释器的实现 |
| 4.3.1 词法&语法分析器 |
| 4.3.2 语义分析器 |
| 4.3.3 合成处理器 |
| 4.4 复合解释器的实现 |
| 4.5 数控指令解释服务的实现与测试 |
| 4.5.1 数控指令解释服务的实现 |
| 4.5.2 数控指令解释服务的测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 隐形数控软件系统的测试与验证 |
| 5.1 隐形数控软件系统前端的研究与实现 |
| 5.2 隐形数控平台的系统测试 |
| 5.2.1 提供者发布/更改/删除数控服务用例测试 |
| 5.2.2 消费者订阅/取消订阅数控服务用例测试 |
| 5.2.3 消费者定制/更改/操作数控能力用例测试 |
| 5.3 隐形数控软件系统可行性的验证 |
| 5.3.1 定制和操作铣削数控能力 |
| 5.3.2 传输和缓存加工指令 |
| 5.3.3 绘制刀具路径 |
| 5.3.4 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 轮廓控制技术研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 IPD测量装备硬件系统结构设计 |
| 2.1 IPD测量方法和装备机械结构 |
| 2.1.1 IPD测量方法 |
| 2.1.2 测量装备机械结构 |
| 2.2 控制系统整体方案 |
| 2.2.1 双CPU开放式数控系统 |
| 2.2.2 控制系统总体结构设计 |
| 2.3 伺服系统设计 |
| 2.3.1 伺服系统结构设计 |
| 2.3.2 伺服系统电机选型 |
| 2.3.3 伺服系统的连接 |
| 2.4 控制系统主要电路设计 |
| 2.4.1 系统主回路设计 |
| 2.4.2 系统控制回路设计 |
| 2.4.3 摇杆模式电路设计 |
| 2.4.4 输入输出控制信号电路设计 |
| 2.4.5 电气控制柜线路设计 |
| 2.5 电磁兼容和安全保护设计 |
| 2.5.1 电磁兼容设计 |
| 2.5.2 安全保护设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 IPD测量装备软件系统开发 |
| 3.1 测量装备软件系统总体开发思想 |
| 3.2 系统管理软件初步设计 |
| 3.2.1 上位机软件开发概述 |
| 3.2.2 机床调整与校准程序设计 |
| 3.2.3 微波系统控制程序设计 |
| 3.3 调试运动程序开发 |
| 3.3.1 伺服轴定位运动 |
| 3.3.2 多轴插补运动 |
| 3.4 PLC程序开发 |
| 3.4.1 PLC模块化设计 |
| 3.4.2 主要PLC程序实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 伺服系统轮廓控制器设计 |
| 4.1 轮廓误差模型 |
| 4.1.1 轮廓误差建模 |
| 4.1.2 轮廓误差的计算方法 |
| 4.2 交叉耦合轮廓控制器设计 |
| 4.2.1 非线性PID控制器 |
| 4.2.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 单轴对比仿真实验与分析 |
| 4.3.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器仿真实验与分析 |
| 4.4 轮廓控制实验 |
| 4.4.1 实验平台介绍 |
| 4.4.2 轮廓控制实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 IPD测量装备控制系统调试与误差补偿 |
| 5.1 控制系统的调试 |
| 5.1.1 电路连线调试 |
| 5.1.2 伺服系统调试 |
| 5.1.3 限位及回零调试 |
| 5.1.4 控制面板调试 |
| 5.2 控制系统参数整定 |
| 5.2.1 GALIL的伺服控制算法 |
| 5.2.2 PID参数整定 |
| 5.2.3 前馈环节参数整定 |
| 5.3 控制系统定位误差补偿 |
| 5.3.1 误差来源分析 |
| 5.3.2 定位误差补偿原理 |
| 5.3.3 系统定位精度实验及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 测量装备控制系统部分程序 |
| 附录 B 测量装备控制系统调试现场照片 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）辊筒模具光学微结构加工控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外辊筒机床研究现状 |
| 1.2.2 国内辊筒机床研究现状 |
| 1.2.3 开放式数控系统发展现状 |
| 1.3 基本伺服控制策略 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 多轴联动光学微结构加工辊筒机床 |
| 2.1 辊筒机床机械结构 |
| 2.2 光学微结构加工对辊筒机床的要求 |
| 2.3 辊筒机床多轴控制系统性能要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 辊筒机床控制系统设计 |
| 3.1 伺服运动控制系统组成 |
| 3.2 辊筒机床控制系统工作原理 |
| 3.3 辊筒机床控制系统整体结构 |
| 3.4 控制系统硬件选型 |
| 3.4.1 A3200 运动控制器 |
| 3.4.2 工业计算机 |
| 3.4.3 伺服驱动系统 |
| 3.4.4 测量反馈系统 |
| 3.5 电控系统接口电路设计 |
| 3.5.1 旋转伺服电机控制接口电路 |
| 3.5.2 直线伺服电机控制接口电路 |
| 3.5.3 限位触发控制 |
| 3.6 上位机软件开发环境与设计方法 |
| 3.6.1 软件开发环境 |
| 3.6.2 软件设计方法 |
| 3.7 软件系统基本架构与设计流程 |
| 3.7.1 软件系统基本架构 |
| 3.7.2 软件系统设计流程 |
| 3.8 上位机人机交互界面 |
| 3.9 上位机软件功能模块开发 |
| 3.9.1 控制器编程库函数调用 |
| 3.9.2 功能模块实现 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 控制系统PID参数整定与优化调试实验 |
| 4.1 PID控制理论 |
| 4.1.1 PID控制基本原理 |
| 4.1.2 数字PID控制 |
| 4.2 PID基本伺服控制结构 |
| 4.3 A3200 运动控制器PID伺服控制环路分析 |
| 4.4 无刷直流电机数学模型 |
| 4.5 PID控制参数整定方法 |
| 4.6 PID伺服控制环路参数整定仿真分析 |
| 4.6.1 速度环参数整定 |
| 4.6.2 位置环参数整定 |
| 4.6.3 PID参数仿真分析 |
| 4.7 伺服控制系统参数优化调试实验 |
| 4.7.1 控制系统调试配置与PID自整定 |
| 4.7.2 PID伺服控制环路参数优化调试实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 辊筒模具光学微结构加工实验及测量分析 |
| 5.1 辊筒模具外圆车削实验 |
| 5.2 裸眼3D光学微结构加工实验与测量分析 |
| 5.2.1 裸眼3D光学微结构加工实验 |
| 5.2.2 实验结果测量分析 |
| 5.3 径向菲涅尔光学微结构加工实验与测量分析 |
| 5.3.1 径向菲涅尔光学微结构加工对刀 |
| 5.3.2 径向菲涅尔光学微结构加工实验 |
| 5.3.3 实验结果测量分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于LinuxCNC的五坐标联动开放式数控系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的对象 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究目的和意义 |
| 1.4 研究的主要内容 |
| 2 LinuxCNC的核心代码解析 |
| 2.1 LinuxCNC软件架构 |
| 2.2 RCS/NML通信机制 |
| 2.3 运动控制器 |
| 2.4 INI文件及HAL文件的配置 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于LinuxCNC的开放式数控系统性能优化 |
| 3.1 数控系统性能优化思路 |
| 3.2 五坐标联动加工功能的实现 |
| 3.2.1 五坐标联动机床运动学分析 |
| 3.2.2 程序的编写与HAL文件的配置 |
| 3.3 速度控制算法优化 |
| 3.3.1 三次多项式速度控制算法研究 |
| 3.3.2 LinuxCNC中的速度控制实现研究 |
| 3.3.3 三次多项式速度控制算法在LinuxCNC中的实现 |
| 3.4 基于LinuxCNC的精度控制系统开发 |
| 3.4.1 精度控制系统原理 |
| 3.4.2 精度控制系统的总体设计 |
| 3.4.3 数控系统端程序编写 |
| 3.4.4 上位机软件的设计与开发 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 微小型卧式五坐标联动实验样机的设计与实现 |
| 4.1 微小型卧式五坐标联动机床总体布局设计 |
| 4.1.1 运动轴分配 |
| 4.1.2 传动系统结构形式选择 |
| 4.1.3 机床主要技术参数拟定 |
| 4.2 主轴电机与进给电机选型 |
| 4.2.1 主轴电机选型 |
| 4.2.2 进给电机选型 |
| 4.3 机床整机及主要结构的有限元分析 |
| 4.3.1 有限元法的基本原理 |
| 4.3.2 静力学分析 |
| 4.3.3 动力学分析 |
| 4.4 实验样机的定位及重复定位精度检测 |
| 4.4.1 精度标准 |
| 4.4.2 精度检测 |
| 4.4.3 结果比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 开放式数控系统性能优化实例验证 |
| 5.1 加工过程仿真 |
| 5.1.1 加工过程仿真的意义 |
| 5.1.2 零件加工过程仿真 |
| 5.1.3 机床加工过程仿真 |
| 5.2 S型零件加工试验 |
| 5.3 精度控制试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（6）普通车床数控化改造设计与实施（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数控机床及发展历史 |
| 1.2 数控机床的发展趋势 |
| 1.3 数控机床的特点 |
| 1.4 国内外数控机床改造的现状 |
| 1.4.1 普通机床数控化改造的优越性 |
| 1.4.2 国外数控机床改造的现状 |
| 1.4.3 国内数控机床改造的现状 |
| 1.5 研究本选题的提出依据 |
| 1.6 本次课题的主要内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 普通机床数控化改造的可行性分析和技术准备 |
| 2.1 普通机床的数控化改造理念 |
| 2.2 普通机床数控化改造的可行性分析 |
| 2.3 改造前的技术准备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.1 数控系统概述 |
| 3.1.1 数控系统的基本组成 |
| 3.1.2 数控系统的基本工作原理 |
| 3.1.3 数控系统的演变 |
| 3.2 数控系统的开放要求 |
| 3.2.1 传统数控系统存在的问题 |
| 3.2.2 开放式数控系统的定义及特征 |
| 3.2.3 国内外对开放式数控系统的研究状况 |
| 3.2.4 开放式数控系统的典型结构类型 |
| 3.3 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.4 开放式数控系统在普通机床数控化改造中的理论研究 |
| 3.4.1 “IPC+运动控制卡”开放式数控车削系统硬件的构建 |
| 3.4.2 “工控机+运动控制卡”开放式数控车削系统软件结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 普通机床数控化改造中机械部件的改造探讨 |
| 4.1 机械部件改造的总原则 |
| 4.2 机床进给传动系统的改造 |
| 4.2.1 数控机床进给传动系统的基本构成 |
| 4.2.2 数控机床进给传动系统的要求 |
| 4.2.3 进给部件中运动转换机构的选择 |
| 4.2.4 进给部件总体改造方案的确定 |
| 4.3 自动换刀装置的选型 |
| 4.3.1 数控车床刀架的基本要求 |
| 4.3.2 数控车床刀架结构与选型 |
| 4.3.3 自动转位刀架的选刀过程 |
| 4.3.4 自动转位刀架的安装 |
| 4.4 脉冲编码器的选用与安装 |
| 4.4.1 脉冲编码器的选用 |
| 4.4.2 脉冲编码器的安装 |
| 4.5 主传动系统的改造 |
| 4.5.1 主传动系统的特点 |
| 4.5.2 主传动的变速方式 |
| 4.6 导轨的修复 |
| 4.7 数控化改造后的检验精度与分析 |
| 4.7.1 横向、纵向导轨精度检测 |
| 4.7.2 刀架转位的重复定位精度检测 |
| 4.7.3 工作精度检测 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（7）辊筒机床多轴联动数控加工系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题概述 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 辊筒机床发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 开放式数控系统研究现状 |
| 1.3.1 开放式数控系统的研究进展 |
| 1.3.2 开放式数控系统结构分析 |
| 1.4 本课题研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 辊筒机床硬件平台搭建 |
| 2.1 辊筒机床机械结构 |
| 2.1.1 辊筒机床机械结构与性能 |
| 2.1.2 直线轴机械结构 |
| 2.1.3 主轴选取 |
| 2.1.4 刀具主轴机械结构 |
| 2.1.5 机床其他部分结构 |
| 2.2 辊筒机床数控系统硬件平台设计 |
| 2.2.1 机床控制系统原理及结构 |
| 2.2.2 辊筒机床四轴联动数控系统硬件平台总体设计 |
| 2.2.3 A3200多轴运动控制器 |
| 2.2.4 工业控制计算机 |
| 2.2.5 伺服驱动系统 |
| 2.2.6 顺序控制模块 |
| 2.3 强弱电控制系统的设计与搭建 |
| 2.3.1 直线轴控制方法 |
| 2.3.2 主轴控制方法 |
| 2.3.3 刀具主轴控制方法 |
| 2.3.4 限位触发方法 |
| 2.3.5 其他控制环节分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 伺服系统PID控制仿真分析及实验 |
| 3.1 伺服控制系统概述 |
| 3.1.1 PID控制基本原理 |
| 3.1.2 PID参数对控制精度的影响分析 |
| 3.1.3 伺服系统的控制方式 |
| 3.1.4 伺服系统控制算法分析 |
| 3.2 伺服系统PID控制仿真分析 |
| 3.2.1 直线电机数学模型 |
| 3.2.2 速度环PI控制参数整定 |
| 3.2.3 位置环PID控制参数整定 |
| 3.2.4 伺服系统控制算法整定参数的仿真分析 |
| 3.3 伺服系统PID参数调试与优化 |
| 3.3.1 伺服系统参数配置及PID参数调试优化流程 |
| 3.3.2 直线轴调试 |
| 3.3.3 主轴调试 |
| 3.3.4 刀具主轴调试 |
| 3.3.5 辊筒机床四轴联动的实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 辊筒机床数控系统软件开发设计 |
| 4.1 数控系统软件的开发方法 |
| 4.1.1 A3200软件开发工具 |
| 4.1.2 开发平台的选择 |
| 4.2 数控系统软件的结构 |
| 4.2.1 数控系统软件的整体框架 |
| 4.2.2 数控系统软件的主界面 |
| 4.2.3 数控系统软件的具体开发流程 |
| 4.3 数控系统软件功能模块的开发 |
| 4.3.1 A3200控制器的通讯模块 |
| 4.3.2 状态显示模块 |
| 4.3.3 轴运动操作模块 |
| 4.3.4 数控代码的控制模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 辊筒机床数控系统加工实验 |
| 5.1 辊筒模具径向菲涅尔结构的加工仿真分析 |
| 5.1.1 刀具路径规划分析 |
| 5.1.2 加工过程仿真分析 |
| 5.2 车削外圆实验 |
| 5.2.1 实验过程与步骤 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 裸眼3D光学微结构加工实验 |
| 5.3.1 裸眼3D光学微结构形貌参数的确定 |
| 5.3.2 加工程序生成 |
| 5.3.3 实验过程与步骤 |
| 5.3.4 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的成果 |
| 专利申请 |
| 致谢 |
（8）面向集群部署的微服务架构数控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 数控系统相关研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 智能化数控系统研究现状 |
| 1.2.3 数控系统软硬件结构研究现状 |
| 1.2.4 数控系统实时性研究现状 |
| 1.3 微服务架构及其在数控领域的应用 |
| 1.3.1 微服务架构和面向服务架构 |
| 1.3.2 微服务架构在数控系统中的应用 |
| 1.4 当前研究存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 面向车间集群控制的微服务架构数控系统设计 |
| 2.1 基于边缘计算的车间集群控制系统方案 |
| 2.1.1 面向智能车间场景的边缘计算架构 |
| 2.1.2 集散控制系统与集群控制系统 |
| 2.1.3 车间集群控制系统人机交互方式 |
| 2.2 面向集群控制的微服务架构数控系统设计技术框架 |
| 2.3 微服务架构数控系统结构设计 |
| 2.3.1 数控微服务划分策略 |
| 2.3.2 基于子领域的数控系统微服务划分 |
| 2.3.3 基于消息通信的分布式数控系统体系结构 |
| 2.4 基于Petri网的微服务架构形式化建模与验证 |
| 2.4.1 基于着色Petri网的形式化描述方法 |
| 2.4.2 基于着色Petri网的形式化建模与验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微服务架构数控系统开发关键技术研究 |
| 3.1 基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式 |
| 3.1.1 基于消费者驱动契约的微服务开发流程 |
| 3.1.2 数控微服务接口契约制订 |
| 3.2 基于IEC61499功能块的数控微服务层次结构模型 |
| 3.3 NCK微服务开发关键技术 |
| 3.3.1 NCK微服务IEC61499 功能块开发 |
| 3.3.2 基于滑动窗口的前瞻速度规划方法 |
| 3.4 其他微服务开发关键技术 |
| 3.4.1 Gcode微服务 |
| 3.4.2 RTE微服务开发 |
| 3.4.3 HMI微服务和Web人机界面 |
| 3.4.4 其他智能功能微服务扩展策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微服务架构数控系统实时任务调度研究 |
| 4.1 微服务架构数控系统任务类型及调度策略 |
| 4.1.1 数控系统任务类型划分 |
| 4.1.2 多核处理器分组调度策略 |
| 4.2 数控系统数据流任务调度研究 |
| 4.2.1 数控系统数据流模型及反馈调度算法 |
| 4.2.2 反馈调度算法实验验证 |
| 4.3 数控系统硬实时任务调度研究 |
| 4.3.1 实时任务可调度性判据 |
| 4.3.2 可调度性对控制稳定性的影响 |
| 4.3.3 周期和延迟对控制质量的影响 |
| 4.4 实时任务调度参数选择和优化 |
| 4.4.1 基于响应时间的实时任务周期分配 |
| 4.4.2 启发式实时任务调度参数优化方法 |
| 4.4.3 启发式任务周期优化方法实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微服务架构数控系统集群部署与功能验证 |
| 5.1 微服务架构数控系统集群配置部署策略 |
| 5.2 车间集群控制系统运行环境搭建 |
| 5.2.1 集群节点划分及基础软件部署 |
| 5.2.2 车间集群控制系统网络结构 |
| 5.2.3 车间集群控制系统可靠性与容错技术 |
| 5.3 微服务架构数控系统集群配置部署 |
| 5.3.1 Kafka消息代理集群部署及应用配置 |
| 5.3.2 数控微服务Docker容器镜像构建 |
| 5.3.3 基于Kubernetes的数控微服务集群部署 |
| 5.3.4 Ether CAT容器配置部署 |
| 5.4 微服务架构数控系统实验测试 |
| 5.4.1 实验平台搭建 |
| 5.4.2 关键性能测试 |
| 5.4.3 智能颤振抑制微服务功能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 运动控制器概述 |
| 1.3 软控制器关键技术概述与现状 |
| 1.3.1 系统设计概述与研究现状 |
| 1.3.2 同步策略概述与研究现状 |
| 1.3.3 连续轨迹算法概述与研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容与章节安排 |
| 第二章 系统需求分析与架构设计 |
| 2.1 功能需求分析 |
| 2.2 实时性能需求分析 |
| 2.2.1 软件平台实时性分析 |
| 2.2.2 通讯实时性分析 |
| 2.3 开发平台选型 |
| 2.3.1 Windows系统的选取 |
| 2.3.2 RTX64 的选取 |
| 2.4 系统设计方案 |
| 2.4.1 分层架构设计 |
| 2.4.2 功能模块化设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开放式运动控制器系统设计 |
| 3.1 进程设计方案 |
| 3.2 进程通讯方案 |
| 3.2.1 进程间通讯方式 |
| 3.2.2 HMI与运动内核通讯设计 |
| 3.2.3 运动内核与EthetCAT主站通讯设计 |
| 3.3 线程设计与调度方案 |
| 3.3.1 线程设计方案 |
| 3.3.2 线程调度方案 |
| 3.4 事件流与数据流设计 |
| 3.4.1 事件流与数据流描述 |
| 3.4.2 位置信息传递流程 |
| 3.5 原点复位实现方案 |
| 3.5.1 原点复位方案原理 |
| 3.5.2 原点复位方案设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 开放式运动控制器同步策略 |
| 4.1 竞态条件与同步机制分析 |
| 4.1.1 竞态条件分析 |
| 4.1.2 同步机制分析 |
| 4.2 同步类方案设计 |
| 4.2.1 锁机制分析 |
| 4.2.2 同步机制选取 |
| 4.2.3 同步类设计 |
| 4.3 线程交互方案设计 |
| 4.3.1 生产者与消费者分析 |
| 4.3.2 缓冲区方案设计 |
| 4.3.3 基于模板类的环形队列设计 |
| 4.4 通讯方案设计与实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连续轨迹插补算法 |
| 5.1 预处理方案设计 |
| 5.1.1 指令预处理 |
| 5.1.2 轨迹预处理 |
| 5.2 拐角过渡方案设计 |
| 5.2.1 拐角过渡方案 |
| 5.2.2 拐角过渡条件 |
| 5.2.3 拐角过渡模型 |
| 5.3 前瞻与插补关系研究 |
| 5.3.1 前瞻规划速度失效分析 |
| 5.3.2 失效解决方案研究 |
| 5.4 前瞻算法实现 |
| 5.4.1 动态前瞻段数设计 |
| 5.4.2 速度规划模型建立 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验验证与应用研究 |
| 6.1 实验平台的搭建与配置 |
| 6.1.1 实验平台搭建 |
| 6.1.2 实验平台参数配置 |
| 6.2 基本功能测试 |
| 6.2.1 驱动器从站功能测试 |
| 6.2.2 IO从站功能测试 |
| 6.2.3 Box从站功能测试 |
| 6.3 控制器性能测试 |
| 6.3.1 同步机制性能测试 |
| 6.3.2 线程调度性能测试 |
| 6.3.3 连续轨迹算法性能测试 |
| 6.4 系统应用 |
| 6.4.1 手机外壳3D打磨控制系统 |
| 6.4.2 视觉点胶控制系统 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）基于CNC改进的开放式数控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和研究意义 |
| 1.2 数控系统的历史 |
| 1.2.1 硬件数控时期 |
| 1.2.2 CNC的发展时期 |
| 1.2.3 高速高精度CNC的开发时期 |
| 1.2.4 开放式CNC的开发时期 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 开放式数控系统构建 |
| 2.1 运动控制理论 |
| 2.1.1 封闭体系中的运动控制 |
| 2.1.2 开放体系中的运动控制 |
| 2.2 开放式数控系统的构建 |
| 2.2.1 系统结构形式 |
| 2.2.2 基于个人计算机的数控开放式系统构思 |
| 2.2.3 构建开放式系统 |
| 2.3 开放式系统的软硬件构思 |
| 2.4 开放式系统软件功能构想 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 开放式数控系统改进及其实现 |
| 3.1 硬件系统的改进 |
| 3.1.1 选择运动控制卡 |
| 3.1.2 系统的硬件结构 |
| 3.2 软件系统的改进 |
| 3.2.1 选择操作系统 |
| 3.2.2 各部分软件主要功能 |
| 3.2.3 设计软件模块 |
| 3.2.4 选择CAD/CAM软件 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 开放式数控系统的应用 |
| 4.1 TAU871SF数控系统 |
| 4.2 改进后的开放式数控系统 |
| 4.2.1 改造数控系统硬件 |
| 4.2.2 数控系统控制软件的原理及调试 |
| 4.3 改进后数控系统的特性分析 |
| 4.4 改进后数控系统的可靠性验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
四、第二讲 开放式数控系统的核心—开放式控制器（论文参考文献）
- [1]面向数控系统的自适应实时调度算法研究[D]. 彭阿珍. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021(09)
- [2]一种隐形数控软件系统及其实现方法的研究[D]. 刘里斯. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究[D]. 路赛利. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]辊筒模具光学微结构加工控制系统研究[D]. 吕东. 广东工业大学, 2021
- [5]基于LinuxCNC的五坐标联动开放式数控系统的研究与开发[D]. 陈奕成. 四川大学, 2021(02)
- [6]普通车床数控化改造设计与实施[D]. 朱龙飞. 武汉工程大学, 2020(01)
- [7]辊筒机床多轴联动数控加工系统研究[D]. 罗思鑫. 广东工业大学, 2020
- [8]面向集群部署的微服务架构数控系统研究[D]. 刘建康. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]基于RTX64的开放式运动控制器关键技术研究[D]. 杨啸. 华南理工大学, 2019(01)
- [10]基于CNC改进的开放式数控系统研究[D]. 马秀明. 苏州大学, 2018(01)