四轴电机伺服控制asic芯片

《四轴电机伺服控制asic芯片》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第18卷第6期电机与控制学报Vol.18No.62014年6月ElectricMachinesandControlJune2014四轴电机伺服控制ASIC芯片112刘亚静，范瑜，李铁才(1．北京交通大学电气工程学院，北京100044;2．深圳航天科技创新研究院，广东深圳518057)摘要:针对采用串行架构、纯软件方式的DSP/MCU方案在多轴、高实时性、高性能场合所存在的不足，设计了一款全数字硬件化实现的四轴电机伺服控制ASIC芯片。充分结合ASIC所具有的全定制、并行、固化参数无法更改等特性，首先确定芯片的架构，将高实时

2、性且相对固定的电机控制算法采用纯硬件方式实现，而灵活性要求较高的功能用嵌入式处理器实现;然后对四轴运动控制引擎的相关模块进行了高柔性化设计，重点介绍了四轴运动控制引擎的高柔性控制器、高柔性反馈检测单元、信号处理单元以及时序控制单元等，从而使芯片的灵活性和面积之间达到平衡。实验结果验证了芯片的正确性。关键词:伺服控制;多轴交流伺服;片上系统;全数字硬件化;高柔性中图分类号:TM921文献标志码:A文章编号:1007－449X(2014)06－0029－07Applicationspecificintegratedcircui

3、tsofmulti-axismotorservocontroller112LIUYa-jing，FANYu，LITie-cai(1．SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China;2．ShenzhenAcademyofAerospaceTechnology，Shenzhen518057，China)Abstract:Thefeaturesofdigitalsignalprocessor(DSP)/microcontrol

4、lerunit(MCU)includeserialarchi-tectureandsoftwaremodel，butinhighreal-timeandhighperformanceoccasion，therearedeficienciesu-singDSP/MCU，soall-digitalpure-hardware4-axisservocontrolapplicationspecificintegratedcircuits(ASIC)isproposed．Inaccordancewiththecharacteristi

5、csofASIC，suchasfull-customization，parallel-ism，andincorrigibilityofcuringparameter，chiparchitecturewasdevelopedfirstly．Ｒeal-timeandrela-tivelyfixedalgorithmswererealizedbypurehardware，andhighflexiblealgorithmswererealizedinembed-dedprocessor．Thenthecorrelativemodu

6、lesoffour-axismotioncontrolengineweredesigned．Theflexiblecontroller，flexiblefeedbackmeasurementunit，signalprocessingunitandtimingunitwerediscussedinde-tail．Lastly，theexperimentalresultsverifythecorrectnessandeffectivenessofproposedchip．Keywords:servocontrol;multi-

7、axisservosystem;system-on-chip;all-digitalfull-hardware;flexibility件接口电路，实现更为复杂的算法以及多轴控制。0引言而控制核心的实现方式主要包括基于DSP/MCU的交流伺服正在向全数字化、高密度化和微型化软件实现方案、基于ASIC/FPGA的硬件实现方案以方向发展，这要求控制核心要尽量多地吸收外围硬及软硬件协同实现方案。收稿日期:2013－03－09基金项目:国家自然科学基金(51077003);教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20130009120

8、032);中央高校基本科研业务费(2013JBM084)作者简介:刘亚静(1981—)，男，博士，讲师，研究方向为电机数字控制系统集成化设计、运动控制IP核等;范瑜(1954—)，男，博士生导师，研究方向为磁悬浮与特种电机及其控制;李铁才(1951—)，男，博士生导师，研究方向为电机驱动控制、控制器IP