南京大學(xué)運(yùn)動(dòng)空轉(zhuǎn)研究所 舒志兵、嚴(yán)彩忠、黃益群、張海榮 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展，運(yùn)動(dòng)控制交流伺服系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)廣泛運(yùn)用的前景下正向著網(wǎng)絡(luò)化控制方向發(fā)展。本文討論了基于CAN總線(xiàn)和以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和實(shí)現(xiàn)方法，介紹了一種基于CAN總線(xiàn)和以太網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。以太網(wǎng)是目前最流行的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接入因特網(wǎng)的方案之一，它在發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)解決了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)難以接入因特網(wǎng)的問(wèn)題。文章以實(shí)現(xiàn)CAN現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接入因特網(wǎng)為目標(biāo)，在對(duì)CAN協(xié)議及ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)與CAN總線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)與CAN總線(xiàn)的互聯(lián)，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)集成提供了一種可行的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)控制精度高、響應(yīng)速度快、低速運(yùn)行平穩(wěn)，同時(shí)還具有連接簡(jiǎn)單、系統(tǒng)可靠和易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。 1　引言 制造企業(yè)信息化必須實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)集成，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)承載的信息是多層次的，有位信息、字節(jié)信息、幀信息等，信息量大小、反應(yīng)時(shí)間、傳輸速度、實(shí)時(shí)性要求各不相同，不同的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)適用于不同的現(xiàn)場(chǎng)情況，選用什么總線(xiàn)方案要根據(jù)實(shí)際情況而定。而以太網(wǎng)可能實(shí)現(xiàn)全部功能，但在經(jīng)濟(jì)上卻不會(huì)很合理。而且以太網(wǎng)難以逾越信號(hào)碰撞這個(gè)障礙，在系統(tǒng)大、控制點(diǎn)多的情況下問(wèn)題更為明顯。因此，筆者“現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)+以太網(wǎng)”的方案。在企業(yè)管理層和生產(chǎn)監(jiān)控層采用以太網(wǎng)，而在下層車(chē)間和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)CAN總線(xiàn)。 以太網(wǎng)是目前最流行的因特網(wǎng)接入方案之一，它在發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)解決了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)難以接入因特網(wǎng)的問(wèn)題。CAN總線(xiàn),是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信局域網(wǎng)絡(luò),由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性好及其獨(dú)特的設(shè)計(jì),已廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)中的各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信,已在工控領(lǐng)域興起應(yīng)用熱潮。而交流伺服電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、控制容易、運(yùn)行穩(wěn)定、響應(yīng)快等優(yōu)異特性,已在數(shù)控機(jī)床等重要行業(yè)中,得到了普遍的應(yīng)用。通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與控制,使伺服電機(jī)的性能更加穩(wěn)定,能更好更靈活地地應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)中。本文提出了一種基于以太網(wǎng)的CAN總線(xiàn)方案，將設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)接入兩個(gè)問(wèn)題合二為一，簡(jiǎn)化了解決方案，并實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)與CAN總線(xiàn)的互聯(lián)。 2　網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 在網(wǎng)絡(luò)化伺服驅(qū)動(dòng)器研究方面，美國(guó)、德國(guó)和日本在技術(shù)上處于領(lǐng)先行列。國(guó)內(nèi)的交流伺服研究起步比較晚，到目前為止，還沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)化交流伺服產(chǎn)品問(wèn)世。筆者對(duì)網(wǎng)絡(luò)化全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，研制了基于以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)化交流伺服控制系統(tǒng)。 基于Ethernet-CAN的網(wǎng)絡(luò)化交流伺服體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1?？刂葡到y(tǒng)由PC機(jī)、基于PC的以太網(wǎng)信息管理終端、嵌入式透明網(wǎng)關(guān)（多軸控制器）、交流伺服電機(jī)和具有CAN總線(xiàn)接口的交流伺服驅(qū)動(dòng)器組成。其核心部分是嵌入式透明網(wǎng)關(guān)（多軸控制器）和帶有CAN總線(xiàn)接口的全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示： 圖1基于CAN總線(xiàn)和以太網(wǎng)的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) CAN（Controller Area Network）總線(xiàn)是一個(gè)設(shè)備互連總線(xiàn)型控制網(wǎng)絡(luò)，在CAN總線(xiàn)上可以?huà)旖佣噙_(dá)110個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，各設(shè)備間可以自主相互通信，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。但設(shè)備信息層無(wú)法直接到達(dá)信息管理層，要想設(shè)備信息進(jìn)入信息管理層需通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。多軸控制器的嵌入式透明網(wǎng)關(guān)就是為此而設(shè)計(jì)的。 透明式網(wǎng)關(guān)由通信處理器、CAN總線(xiàn)控制器和以太網(wǎng)控制器三部分組成。通信處理器為核心處理器，它實(shí)現(xiàn)了CAN控制網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。以太網(wǎng)信息管理層的控制指令發(fā)送到嵌入式透明網(wǎng)關(guān)，將TCP/IP協(xié)議包數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN協(xié)議形式發(fā)送至CAN控制網(wǎng)絡(luò)中的指定設(shè)備節(jié)點(diǎn)，完成信息管理層對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的控制。同樣地，當(dāng)CAN網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備數(shù)據(jù)（如定時(shí)采樣數(shù)據(jù)或報(bào)警信息）要傳輸?shù)叫畔⒐芾韺訒r(shí)，可將數(shù)據(jù)發(fā)送到嵌入式透明網(wǎng)關(guān)，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序?qū)AN協(xié)議數(shù)據(jù)封裝成 TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀發(fā)送至以太網(wǎng)上的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。 以太網(wǎng)信息管理終端是一個(gè)根據(jù)用戶(hù)的具體要求而設(shè)計(jì)的用戶(hù)層應(yīng)用軟件。它可以是一個(gè)WIN32監(jiān)控程序或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)（記錄CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)）軟件等；甚至可能是CAN節(jié)點(diǎn)設(shè)備的服務(wù)器軟件，為設(shè)備提供較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作。 3　系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 在該控制模式下，系統(tǒng)的硬件構(gòu)件由上位機(jī)PC電腦，普通網(wǎng)絡(luò)通訊卡（10/100M），多軸控制器，帶有CAN總線(xiàn)接口的交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)構(gòu)成。圖2為系統(tǒng)構(gòu)成硬件示意圖。 圖2 基于以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)的多軸分布式控制系統(tǒng) 該運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)集中控制器（多軸控制器）分別實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)控制。多軸控制器與上位機(jī)PC電腦的通訊是通過(guò)TCP/IP協(xié)議構(gòu)成以太網(wǎng)。多軸控制器可以作為一臺(tái)小型的PC電腦，具有自主式控制系統(tǒng)，同時(shí)它可以作為網(wǎng)關(guān)，通過(guò)TCP/IP與網(wǎng)絡(luò)上的電腦相互訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，不僅如此，多軸控制器還具有運(yùn)動(dòng)控制板卡的功能，它集成了CAN總線(xiàn)接口、RS232接口，可以實(shí)現(xiàn)多種控制方式。 3.1　總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口設(shè)計(jì) CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口設(shè)計(jì)較網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。它是在完成設(shè)備功能的基礎(chǔ)上加入一個(gè)CAN通信控制器接口芯片，實(shí)現(xiàn)與CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接。 3.2　嵌入式透明網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì) 嵌入式透明網(wǎng)關(guān)由CAN控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊兩部分組成。在外接100MHz時(shí)鐘時(shí)，指令執(zhí)行速度可達(dá)100MIPS。它可實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧中的ARP、IP、UDP、TCP、HTTP、SMTP、ICMP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 CAN控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊由三部分組成：微控制器SX52、獨(dú)立CAN通信控制器DS301、CAN總線(xiàn)收發(fā)器82C250。其中SX52為唯一的CPU核心，負(fù)責(zé)DS301的初始化，通過(guò)讀寫(xiě)DS301內(nèi)部寄存器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送和錯(cuò)誤處理等。PCA82C250則提供對(duì)總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì)CAN控制器的差動(dòng)接收能力。 以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要由微控制器SX52、以太網(wǎng)通信控制器RTL8019AS和隔離濾波器FB2002組成。RTL8019AS是一種高集成度的全雙工10Mbps以太網(wǎng)控制芯片，實(shí)現(xiàn)了基于Ethernet協(xié)議的MAC層的全部功能，內(nèi)置16KB的SRAM、雙DMA通道和FIFO完成數(shù)據(jù)包的接收和發(fā)送功能。AT24C64為8KB EEPROM，主要用來(lái)保存嵌入式透明SX52網(wǎng)關(guān)的配置信息，如網(wǎng)關(guān)IP地址、DS402的ID網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示符、網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼AMR和總線(xiàn)定時(shí)等。這樣，可以靈活方便地修改網(wǎng)關(guān)參數(shù)，適應(yīng)不同環(huán)境，同時(shí)也考慮到以后的擴(kuò)展。采用隔離濾波器FB2002是為了提高網(wǎng)絡(luò)通信的抗干擾能力。 4　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可以分為4部分：CAN總線(xiàn)設(shè)備接口通信程序、透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序和以太網(wǎng)層應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制界面的設(shè)計(jì)、下位機(jī)控制設(shè)計(jì)。其中，CAN總線(xiàn)設(shè)備接口通信程序和透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序的CAN控制器協(xié)議模塊在結(jié)構(gòu)上有較大的相似性，但有可能因采用微控制器不同而導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)的程序語(yǔ)言相異。因而，在此不作論述，而主要討論后兩個(gè)方面的程序設(shè)計(jì)。 4.1　透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序 透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序的整體設(shè)計(jì)思路為：以太網(wǎng)應(yīng)用層有數(shù)據(jù)要發(fā)送到CAN節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先，數(shù)據(jù)發(fā)送到透明網(wǎng)關(guān)由以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊從傳輸層數(shù)據(jù)報(bào)文中解析出完整的 CAN據(jù)包，存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B通知總調(diào)度模塊，由它調(diào)用CAN控制器協(xié)議模塊將 CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)包發(fā)送到CAN總線(xiàn)上。反過(guò)來(lái)，當(dāng)CAN 設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送到用戶(hù)層時(shí)，首先，數(shù)據(jù)發(fā)送到透明網(wǎng)關(guān)由 CAN 控制器協(xié)議模塊將完整的CAN協(xié)議數(shù)據(jù)包存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B通知總調(diào)度模塊，由它調(diào)用以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊將完整的 CAN 協(xié)議數(shù)據(jù)包作為應(yīng)用層數(shù)據(jù)封裝起來(lái)，再發(fā)送到以太網(wǎng)的應(yīng)用層。 4.1.1　CAN控制器協(xié)議模塊 CAN控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊程序主要由DS402的通訊部分程序Driver::DriverConnect（）、Driver::GetCanService（）;寄存器讀程序Driver::CANRead（）;寫(xiě)程序Driver::CANWrite（）;初始化程序Driver::CANInit（）;發(fā)送程序Driver::SendCommand（）;接收程序Driver::GetInf（）組成。 選用CAN2.0B協(xié)議構(gòu)建CAN總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò) ，對(duì)DS402的初始化主要完成控制寄存器CR、驗(yàn)收代碼寄存器ACR、驗(yàn)收屏蔽寄存器AMR、總線(xiàn)定時(shí)寄存器BTRO和輸出控制寄存器OCR的設(shè)置。初始化完成后，由總調(diào)度模塊監(jiān)控DS402控制器。 當(dāng)CAN總線(xiàn)上有數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，它調(diào)用接收子程序Driver::GetInf（）時(shí)，把這一幀數(shù)據(jù)包存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B中，然后釋放接收緩沖器。同樣，當(dāng)有按CAN2.0B協(xié)議格式組合成的一幀數(shù)據(jù)報(bào)文在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)A中要發(fā)送到CAN總線(xiàn)上去時(shí)，總調(diào)度模塊將調(diào)CAN發(fā)送子程序Driver::SendCommand（）發(fā)送。 4.1.2以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊 在圖3的透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序結(jié)構(gòu)圖中，以太網(wǎng)控制器協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊主要負(fù)責(zé)從UDP數(shù)據(jù)包中解析出完整CAN協(xié)議報(bào)文，存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)A。同時(shí)，可能將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)B中的完整CAN協(xié)議報(bào)文封裝成UDP數(shù)據(jù)報(bào)，然后將其發(fā)送到以太網(wǎng)上。 在通信傳輸層采用UDP協(xié)議是考慮到CAN協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)為短幀形式（每個(gè)數(shù)據(jù)幀最多為8字節(jié)）。如果采用TCP傳輸協(xié)議，要傳輸8字節(jié)CAN協(xié)議數(shù)據(jù)，要先通過(guò)3次握手建立連接，再傳輸數(shù)據(jù)，之后還要通過(guò)握手釋放連接。這樣傳輸效率對(duì)有限的網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種浪費(fèi)。當(dāng)然UDP傳輸協(xié)議是不可靠的，對(duì)于控制網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是不允許的。為了提高通信的可靠性，采用了回傳校驗(yàn)機(jī)制。 圖3 透明網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換程序結(jié)構(gòu)圖 4.2　CAN總線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) CAN現(xiàn)場(chǎng)智能節(jié)點(diǎn)作為CAN總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，主要完成以下幾項(xiàng)任務(wù)：①向交流伺服驅(qū)動(dòng)器（Bassoon）傳送上位控制命令；②接受上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送來(lái)的控制信息；③接受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸入并進(jìn)行相應(yīng)的處理。檢測(cè)輸入與控制輸出在交流伺服驅(qū)動(dòng)器中完成，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)等通信功能在中斷服務(wù)程序中完成。 CAN信息發(fā)送程序：該程序是由CAN控制器自動(dòng)完成的，用戶(hù)只需將發(fā)送的數(shù)據(jù)送到CAN發(fā)送緩存器即可。節(jié)點(diǎn)以一定的時(shí)間間隔向CAN網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)發(fā)送信息。 CAN接收信息處理程序：該程序同樣是由CAN控制器自動(dòng)完成的，接收程序只需從接收緩存器中讀取接收的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行相應(yīng)的處理即可。接收程序采用中斷方式，這是便于用戶(hù)隨時(shí)控制節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。 （1）上位機(jī)的軟件開(kāi)發(fā) CAN驅(qū)動(dòng)器為PC機(jī)的系統(tǒng)總線(xiàn)和CAN總線(xiàn)（高速串行）提供一個(gè)互連通道，在CAN驅(qū)動(dòng)器上，面向PC系統(tǒng)開(kāi)辟了一個(gè)2Kb的高速雙口RAM，直接映射到主機(jī)內(nèi)存空間，可以實(shí)現(xiàn)CAN與主機(jī)PC的高速數(shù)據(jù)交換。 上位機(jī)的通信程序應(yīng)具有的功能有： ① 程序開(kāi)始 上位機(jī)首先采用廣播的方法，向下位機(jī)發(fā)送起動(dòng)指令，隨后發(fā)送第一個(gè)指令數(shù)據(jù)，用一幀發(fā)送； ② 第一個(gè)指令發(fā)送之后，上位機(jī)可以處理其他數(shù)據(jù)； ③ 當(dāng)下位機(jī)收到上位機(jī)的數(shù)據(jù)包后，它也立即向上位機(jī)發(fā)送一組數(shù)據(jù)。 圖4為CAN總線(xiàn)信號(hào)控制流程圖，數(shù)據(jù)的內(nèi)容包含電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際情況，數(shù)據(jù)到達(dá)上位機(jī)之后，采用中斷的形式，使上位機(jī)轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序，接收下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)。上位機(jī)根據(jù)下位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)時(shí)判斷各電機(jī)的位置，從而根據(jù)預(yù)先設(shè)定的速度協(xié)調(diào)各電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，依次向下位機(jī)發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令； ④ 上位機(jī)如果想停止下位機(jī)的工作，可以通過(guò)鍵盤(pán)中止和結(jié)束指令兩種方式。向下位機(jī)發(fā)送停止指令。 圖 6-19 CAN總線(xiàn)信號(hào)控制流程圖 （2）下位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā) 整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序由下位機(jī)確定，當(dāng)下位機(jī)接到起動(dòng)命令后開(kāi)始對(duì)動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。通常定時(shí)器的定時(shí)周期為2 ms，在2 ms內(nèi)完成任務(wù)有：數(shù)據(jù)接收、A/D轉(zhuǎn)換、控制策略運(yùn)算、D/A轉(zhuǎn)換和向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。 總結(jié)上面的思想，編制控制器的程序主要考慮的方而有： ①上位機(jī)的指令到達(dá)下位機(jī)之后.采用中斷的形式.使下位機(jī)轉(zhuǎn)入通信中斷服務(wù)子程序.首先處理上位機(jī)的指令.然后執(zhí)行A/D ，控制算法、D/A等相應(yīng)的模塊.最后向上位機(jī)提供必要的參數(shù)。 ②數(shù)據(jù)傳輸所使用的中斷優(yōu)先級(jí)高于定時(shí)中斷的優(yōu)先級(jí).以保證上位機(jī)的指令可以及時(shí)地送達(dá)下位機(jī)。 ③實(shí)質(zhì)是以下位的時(shí)序?yàn)橹鞯?實(shí)現(xiàn)上位機(jī)周期地尋找下位機(jī)的地址.發(fā)送速度和位置指令.并隨后接收所需參數(shù)。 ④實(shí)現(xiàn)同步控制。 圖5為CAN軟件程序的下位機(jī)程序流程圖： 5　結(jié)論 本文提出的以太網(wǎng)和CAN總線(xiàn)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)化交流伺服控制系統(tǒng)為交流伺服的網(wǎng)絡(luò)化研究和應(yīng)用作出了一次有益的新探索。CAN總線(xiàn)可以很好地滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)的較高要求，同時(shí)使用CAN總線(xiàn)還使得系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性能。當(dāng)需要更多軸運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，只需要簡(jiǎn)單地再增加新運(yùn)動(dòng)控制單元，把新的運(yùn)動(dòng)控制單元作為新的CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)掛接到CAN總線(xiàn)上就可以形成一個(gè)分布式多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，而且無(wú)需在硬件上對(duì)原有的運(yùn)動(dòng)控制單元做任何的修改，在擴(kuò)展距離上同樣也不會(huì)受到限制，這樣為將來(lái)向多軸或多點(diǎn)的分布式運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在軸數(shù)不多、速度不是特別快的條件下，能夠保證一定的加工質(zhì)量。本研究實(shí)現(xiàn)了3-4軸聯(lián)動(dòng)，對(duì)于多軸聯(lián)動(dòng)同樣適合。只是隨著軸數(shù)增加，網(wǎng)絡(luò)性能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。文獻(xiàn)給出了網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)變換趨勢(shì)圖，從中可以看出網(wǎng)絡(luò)負(fù)載加重，通信速度明顯變慢，對(duì)系統(tǒng)的精度和速度都有影響?；谝蕴W(wǎng)和CAN總線(xiàn)的分布式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)論在系統(tǒng)穩(wěn)定性、成木還是可操作性上都滿(mǎn)足當(dāng)初設(shè)計(jì)的要求，取得了較好的效果。