控制器型號(hào)的選擇資料下載

作者：Bill Schweber, Mouser Electronics 相比如何選擇mos管和驅(qū)動(dòng)器，控制器型號(hào)的選擇也很富有策略性，并且需要在對(duì)具體供應(yīng)商和款式的選擇之前作出決定。這是因?yàn)樵谶x擇是使用一個(gè)僅作電機(jī)控制的通用可編程處理器，還是使用一個(gè)高計(jì)算能力的FPGA，抑或是使用一個(gè)專用的控制IC電路（后者通常出自特定的電機(jī)控制供應(yīng)商）時(shí)有許多需要權(quán)衡考慮的地方。設(shè)計(jì)師需要考慮的一些點(diǎn)包括： ? 你需要何種復(fù)雜度的控制算法，有多少I/O口？比如說(shuō)，F(xiàn)OC控制算法涉及多重并行計(jì)算的復(fù)雜轉(zhuǎn)換，因而需要高級(jí)功能模塊（圖6）。 圖6：高級(jí)電機(jī)控制途徑如場(chǎng)向控制需要多重?cái)?shù)字轉(zhuǎn)換，并且需要同時(shí)擁有一個(gè)高速內(nèi)環(huán)及低速外環(huán)控制。（圖片來(lái)源：Altera） ? 如果使用一個(gè)通用可編程IC或者FPGA，誰(shuí)來(lái)提供控制算法及代碼：是IC供應(yīng)商，還是第三方合作伙伴，還是不相關(guān)的第三方開(kāi)發(fā)者？他們?nèi)绾未_認(rèn)并驗(yàn)證電機(jī)及其應(yīng)用的性能？ ? 如果使用一個(gè)專用預(yù)編程控制IC，那會(huì)不會(huì)提供所有我們需要的功能和特點(diǎn)？ ? 你需要或想要多少用戶編程能力？即使是專用的、不需要編程的控制器，也會(huì)要求用戶去選擇算法類型、閉環(huán)控制模式（位置，速度，或加速度），并且需要設(shè)置一些操作變量如時(shí)間常數(shù)和可允許誤差范圍等。 ? 有改變和修改基本算法的需要？或者電機(jī)和應(yīng)用有獨(dú)特的屬性要設(shè)置嗎？如果答案是肯定的，那選擇可編程IC會(huì)更好。相反，如果有需要不斷修改算法的擔(dān)心，這種情況下，相比完全可編程的IC，選擇帶有硬連線、固化算法的專用IC會(huì)比較好。 ? 控制器需要支持一種還是多種電機(jī)型號(hào)？即便是同一種，控制器是只支持該型號(hào)中某種尺寸的電機(jī)，還是支持一系列范圍尺寸？ ? 供應(yīng)商提供何種程度的技術(shù)支持？他們有多少實(shí)際動(dòng)手開(kāi)發(fā)的電機(jī)經(jīng)驗(yàn)？他們會(huì)不會(huì)提供曾經(jīng)搭建且驗(yàn)證過(guò)的具體參考設(shè)計(jì)，包括控制IC和mos管驅(qū)動(dòng)器間的接口電路？ ? 是否有一些監(jiān)管問(wèn)題需要注意？如授權(quán)能效（許多電機(jī)應(yīng)用現(xiàn)在必須“綠色”環(huán)保要求）。如果是，供應(yīng)商理解這些問(wèn)題嗎，并且能以他們的元器件和算法滿足這些要求嗎？ 芯片和電路板實(shí)例顯示控制器、接口性能 對(duì)于許多工程師來(lái)說(shuō)，將所有的部分—包括帶有固化或獨(dú)立算法的控制器、驅(qū)動(dòng)器、還有MOS管等融合到一起，這將是一個(gè)多學(xué)科任務(wù)，一個(gè)他們不想“從零開(kāi)始”的任務(wù)。出于這個(gè)緣由，許多電機(jī)控制IC供應(yīng)商提供包含了控制器、算法、驅(qū)動(dòng)器和MOS管的評(píng)估板甚至是完整的可交付板。 舉個(gè)例子，Applied Motion Products公司1240i是款可編程的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，適合在一系列的動(dòng)作控制應(yīng)用領(lǐng)域使用（圖7）。它有一個(gè)集成了50瓦細(xì)分控制放大器的復(fù)雜控制器，可以和步進(jìn)電機(jī)直接相連，能提供高達(dá)1.2安的可編程電機(jī)電流，速度能達(dá)50轉(zhuǎn)/秒。 圖7:來(lái)自Applied Motion Products公司的1240i型可編程步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是個(gè)完整電機(jī)控制體，并且能被PC上的終端應(yīng)用設(shè)置引導(dǎo)，或者經(jīng)過(guò)配置后，用作獨(dú)立的控制器（圖片來(lái)源：Applied Motion Products） 不同的改動(dòng)可適用于處理不同版本的標(biāo)準(zhǔn)步進(jìn)電機(jī)和不同的接口。使用供應(yīng)商提供的動(dòng)作控制開(kāi)發(fā)包和一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)，用戶可通過(guò)編程來(lái)把這塊板配置成一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)作控制器。該板也能被主機(jī)或可編程邏輯控制器(PLC)實(shí)時(shí)控制。 機(jī)器人有光明的前景。傳感、控制和電機(jī)這些關(guān)鍵領(lǐng)域的革命將持續(xù)影響機(jī)器人技術(shù)的變革。 使用流體動(dòng)力？ 使用壓縮流體是使用電機(jī)外機(jī)器人動(dòng)力的另一選擇。壓縮流體有兩種形式：基油液壓和基于空氣的氣動(dòng)?；谝簤旱膭?dòng)力在大動(dòng)力應(yīng)用中有很長(zhǎng)的歷史，比如掘土設(shè)備，并且由于原理簡(jiǎn)單，其很長(zhǎng)一段時(shí)間被用在早期自動(dòng)組裝線機(jī)器人上。然而，液壓促動(dòng)器需精心集成液壓設(shè)計(jì)和元件的電子控制單元，同時(shí)還要加上一個(gè)電力供應(yīng)壓縮機(jī)/泵。更糟糕的是，由于不可避免的密封泄露問(wèn)題、維修（同時(shí)需要電子和液壓技術(shù)人員）的復(fù)雜性、泄露帶來(lái)的環(huán)境后果等等因素，使得液壓傳動(dòng)成為萬(wàn)不得已的選擇，或者說(shuō)有對(duì)環(huán)境噪聲（EMI或RFI）敏感的擔(dān)憂時(shí)，我們可以使用它。 另外一些低動(dòng)力的應(yīng)用中，我們使用壓縮空氣的方法，特別是擔(dān)心受到EMI/RFI和ESD影響的時(shí)候。基于氣體的系統(tǒng)沒(méi)有潛在的液壓流體的問(wèn)題，但是他們不能在既定體積下提供足夠的動(dòng)力，因此壓縮空氣所需的供應(yīng)線相對(duì)比較笨重。和基油液壓傳動(dòng)一樣，氣動(dòng)系統(tǒng)也存在泄露問(wèn)題，而且很難定位出泄露點(diǎn)，并且需要多學(xué)科的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)、安裝和維修。盡管如此，它們?nèi)允窃谥恍枰獫M足基本、快速和來(lái)回動(dòng)作等要求時(shí)的可行選擇。 由于強(qiáng)動(dòng)力電子電機(jī)和它們控制器的不斷發(fā)展，許多先前使用液壓的應(yīng)用已經(jīng)被更新?lián)Q代了，除非有其它可信的技術(shù)原因來(lái)維持使用液壓。對(duì)于新的設(shè)計(jì)，特別是小到中型機(jī)器人設(shè)計(jì)情形時(shí)（甚至是一些大型機(jī)器人的設(shè)計(jì)），首選使用電子控制和電子電機(jī)。這并不意味著液壓系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)時(shí)了，因?yàn)樵诟咚俣?，高沖擊，高動(dòng)力沖擊領(lǐng)域，對(duì)于液壓與氣壓仍有需求。金屬鍛造站沖壓（液壓）和航母啟動(dòng)彈射器（蒸汽和空氣）就是很好的實(shí)例。 作者簡(jiǎn)介 Bill Schweber 是一位電子工程師，撰寫了三本電子通信系統(tǒng)教材，以及數(shù)百篇技術(shù)文章，意見(jiàn)專欄稿件和產(chǎn)品說(shuō)明書。他曾經(jīng)從事過(guò) EE Times多個(gè)主題的技術(shù)網(wǎng)站經(jīng)理，以及EDN的執(zhí)行主編和模擬主編。 在ADI公司（模擬和混合信號(hào)IC的領(lǐng)先供應(yīng)商）， Bill 負(fù)責(zé)營(yíng)銷傳播（公共關(guān)系）;因此，他一直扮演技術(shù)PR的兩種不同角色，一方面展示公司的產(chǎn)品以及理念，并給媒體傳達(dá)信息，另一方面也從他們中接收反饋意見(jiàn)。 在為Analog做市場(chǎng)傳播的之前，Bill是他們備受推崇的技術(shù)雜志的副主編，同時(shí)也做過(guò)產(chǎn)品營(yíng)銷以及做過(guò)應(yīng)用工程團(tuán)隊(duì)的工程師。而在這之前，Bill工作于Instron公司，做手工模擬與電源電路設(shè)計(jì)和材料測(cè)試機(jī)控制的系統(tǒng)集成。 他擁有電子工程碩士學(xué)位（Mass大學(xué)）和電子工程學(xué)士學(xué)位（哥倫比亞大學(xué)），是一位注冊(cè)專業(yè)工程師，并擁有高級(jí)班業(yè)余無(wú)線電證書。Bill還從事包括MOSFET基礎(chǔ)知識(shí)、ADC選擇、驅(qū)動(dòng)LED在內(nèi)的各種工程主題的策劃、編寫和在線課程傳授。 (mbbeetchina)