蓝光光盘库多轴运动控制系统研究与应用

摘要

随着信息技术的不断发展，数字生活正渗透到人们生活的方方面面。随之而来的是数据量的突发性增长。如何将数据信息长期保存，成为制约信息技术产业发展的关键因素。传统的数据中心采用磁盘、固态盘等作为存储媒介，在实现功能的同时却耗费了大量的电能。光盘库存储技术凭借存储功耗低，数据保存时间长的优点，逐渐得到数据存储行业的重视。　　目前对于光盘库系统的开发，大多集中于对文件存储和调度算法的研究，针对光盘库多轴控制系统的研究相对较少。本文通过对光盘库机械结构和运动控制需求的分析，充分查阅资料，分析对比现有解决方案，完成了一种大容量蓝光光盘库多种运动控制系统的开发工作。本文的主要研究内容和成果如下：　　1. 研究分析了蓝光光盘库在国内外的发展现状。通过对几种比较主流的蓝光光盘库控制系统设计思路的分析对比，采用嵌入式方案来设计光盘库控制系统的各项运动功能。对光盘库各部分功能需求进行具体分析，针对性的设计解决方案。　　2. 运动控制系统的硬件电路系统整体采用“ARM+运动控制芯片”的架构。完成了以 ARM为运动控制核心，运动控制芯片协调工作的运动控制器设计。在实现多轴运动控制的同时，还设计了IO扩展电路板，增强控制系统的扩展能力。　　3. 在软件部分，完成了整体运动控制程序的代码编写。将程序划分为主程序模块、串口通信模块、网络通信模块、FSMC总线模块和定位算法执行模块。具体分析了各模块代码实现的流程图，对部分代码的设计原则进行了讲解。　　4. 搭建光盘库控制系统的实验平台，进行了硬件功能验证、网络通讯测试、串口通讯测试、单轴驱动精度测试、多轴控制逻辑测试、光盘库拾取功能测试以及整体功能应用测试。将光盘库设备部署在国工信云计算公司的数据中心进行试用。通过长时间的运行测试，运动控制系统整体功能达到了设计要求，目前各项运行数据正常。为接下来的应用研究，提供了良好的条件。

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