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利用单芯片方案改善运动控制系统性能

本文摘要:伴随着市场需求的日渐严苛,健身运动自动控制系统也看起来更为简易。对高些能耗等级、更为智能、更为小规格和更为高集成度的回绝大大的持续增长,促使设计方案工作人员找寻具有创新能力的解决方案。 迄今已经,目前市面上的解决方案都涉及在数据信号转换器或微控制器中执行的控制系统。 但是,针对简易电机控制系统(如电磁场定项操控),要获得需要的响应速度,常常务必硬件加速器。

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伴随着市场需求的日渐严苛,健身运动自动控制系统也看起来更为简易。对高些能耗等级、更为智能、更为小规格和更为高集成度的回绝大大的持续增长,促使设计方案工作人员找寻具有创新能力的解决方案。

迄今已经,目前市面上的解决方案都涉及在数据信号转换器或微控制器中执行的控制系统。  但是,针对简易电机控制系统(如电磁场定项操控),要获得需要的响应速度,常常务必硬件加速器。除此之外,还务必模拟仿真电源电路来载入感应器数据信息,确定方向和速率,检验常见故障,监管溫度这些;并且务必数据路线来相接系统软件的一部分。而运用公司分立器件构建的解决方案在可信性、处理速度和成本费层面又不尽人意。

依然至今,设计方案工作人员都会寻找一种必须合乎全部这种回绝的单芯片解决方案,而如今,SmartFusion混和数据信号FPGA的开售终因设计方案工作人员的这一市场需求得到 合乎。  在对高些能耗等级、更为小规格和附加特性(如光泽度和精密度)等市场需求的拓张下,更为多的运用于刚开始应用同歩电机,如有刷电机交流电电机(BLDC)和稀土永磁同歩电机(PMSM)。为灵活运用同歩电机在高效率、隔音工作中和精密度层面的优点,设计方案工作人员务必找寻必须摆脱比较简单8位/16位微控制器所获得的、具有创新能力的操控解决方案。

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这种解决方案应用的微控制器有可能务必运用FPGA、性能卓越数据信号转换器(DSP)或模拟信号控制板(DSC)等专用型CPU来构建硬件加速器。  为了更好地精准地操控电机,控制板必不可少从感应器搜集电机数据信息,根据系统对推算出来下一个指令,并依据数值操控开关电源。

除此之外,一切健身运动自动控制系统都必不可少应急处置一些附加特性阻抗,比如与其他系统软件的通讯。  促使操控作用日渐简易的销售市场工作压力某种意义也在拓张对单芯片运动控制系统解决方案的市场需求。

美高森美(Microsemi)企业开售的SmartFusion更是必须合乎这一市场需求的单芯片器件,它构建了一个ARMCortex-M3微控制器核心、性能卓越FPGA构造和可配置模拟仿真資源,可完成业内第一款单芯片运动控制系统解决方案。  运动控制系统的发展前景  在顾客市场需求和标准回绝的双向拓张下,提高运动控制系统的特性沦落工业生产、诊疗和消费电子产品行业诸多设计部门的主要总体目标。

这种设计部门逐渐了解到,更为技术设备完善的电机操控计划方案有利于大幅度提高电机在转距、速率、大马力和高效率等层面的特性。  针对诸多回绝不太高的运用于,比较简单的操控管理体系仍然不能敷用,但对产品研发更为简易技术设备商品的设计部门而言,却应对着必不可少应用技术设备的优化算法来操控PMSM和沟通交流电机的挑戰。这种没有趣味性的电机控制系统常常自身就十分复杂,并务必硬件配置执行,以提升推算出来時间,增加响应速度。

除此之外,必不可少另外结合模拟仿真和数据行业的系统对,才可以精准评定出有当今电机情况。  那样的设计方案一般来说是多轴的,务必另外操控很多电机,以驱动器三维空间界定的机械结构(如机械臂)。客观事实已证实,要构建这类水平的实时处理,只不过是已远远超过了一切单独目前器件的工作能力范畴。

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  比如,PMSM(有时候称之为有刷电机沟通交流电机)就带来了一个简易的操控难题。一般而言,用以PMSM的设计方案工作人员枪击的总体目标全是极高水准的转距操控、光洁健身运动、精密度、高效率等。但是,以构建这种特点的方法来操控PMSM是一项简易的每日任务。

PMSM有别于其同行业(如梯状牵引带有刷电机交流电电机),它的控制板必不可少执行简易的正弦交流电牵引带优化算法才可以构建这种出色的特点。而SmartFusion的问世促使这类解决方案沦落有可能。  SmartFusion器件  美高森美企业的SmartFusion器件整合了下一代健身运动自动控制系统设计方案工作人员所回绝的三大因素:性能卓越微控制器、密度高的FPGA构架及其可编程控制器模拟仿真資源,全部这种都构建在单独PCB中,进而促使设计方案工作人员必须另外获得高集成度和降低成本的优点。

  1.CPU核心  SmartFusion器件(图1)的关键是一个内嵌式ARMCortex-M3CPU核心。M3是全世界最流行的32位系统CPU之一,它的投射意味着32位系统CPU与FPGA构架的第一次结合。除开抵制嵌入式操作系统(RTOS)经营的存储保护模块(MPU)以外,该核心还包含有一个嵌入空间向量终断控制板(NVIC),它必须应急处置151个具备32个优先的线形的终断。


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