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《智慧型達動控制晶片設(shè)計介紹》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、智慧型運動控制晶片設(shè)計介紹工業(yè)技術(shù)研究院機械所林家慶關(guān)鍵詞運動控制MotionControl智慧型運動控制IMC（Intelligenmotioncontrol）比例-積分-微分PID（Proportional-Integral-Differential）定位控制輸入輸出EPCIO（ExquisitePositioningControlInputsandOutputs）伺服迴路SERVOLOOP摘要在運動控制設(shè)計上運動命令的產(chǎn)生通常比其他方面的控制系統(tǒng)設(shè)計重要。因此發(fā)展控制技術(shù)的主要目的為使受控系統(tǒng)順應(yīng)運動命令並完成指定的動作?？刂评碚撚杀壤?積分-微分控
2、制理論發(fā)展到可變結(jié)構(gòu)控制理論、模糊控制理論、類神經(jīng)網(wǎng)路控制理論以及強健控制理論…等等，目的都是為了使受控體找出最佳的控制方法，目前較為成熟且應(yīng)用在工業(yè)上的方法為比例-積分-微分控制。工研院機械所機電控制整合部已開始著手研發(fā)CPU-Based為主的運動控制卡以符合廣大的業(yè)界需求。英文摘要:Thegenerationofmotioncommandisusuallymoreimportantinthedesignofmotioncontrolthanthatofothercontrolsystems.The(developmentof)controltechno
3、logyallowsmanipulationofsystemstofollowassignedmotioncommendsandfurthertocompleteorderswithoutmovement.Thecontroltheorydevelopsfromproportion-integral-differentialcontroltheorytoinvariable-structurecontroltheory,fuzzycontroltheory,nerve-networkcontroltheoryaswellasstrongcontrolthe
4、ory.Thegoalsoftheprogressesaretooptimizecontrollingconditions.Atpresent,theproportion-integral-differentialcontroliswelldevelopedandisoftenappliedinindustry.TheintelligentmachinerytechnologymechatronicscontroldepartmentstartedtobegintoresearchanddeveloptheCPU-Basedmotioncontrolcar
5、dprimarilytomeetthegeneralfielddemand.前言運動控制是精密加工機械上關(guān)鍵的核心技術(shù)，其應(yīng)用範圍包涵了從定位控制或速度控制的產(chǎn)業(yè)機械到高精密度的各類CNC工具機，運動控制系統(tǒng)的建立是必須整合各種軟硬體的技術(shù)而成的，對於使用者而言，除了對系統(tǒng)的基本功能要求外、成本高低、系統(tǒng)穩(wěn)定性、使用頻率、保固服務(wù)、與其他軟硬體的擴充性和相容性…等等都是評估運動控制系統(tǒng)的因素。另外在實際運動控制系統(tǒng)的考量上不僅要控制各軸位置，同時也要控制各軸的速度。工業(yè)上機臺之運行是否能遂行，不僅需要控制理論上的性能評估，還必須考量到機臺本身實際特性，所以
6、整個運動控制是一個非常複雜的系統(tǒng)。在一般工業(yè)控制上，機械運動通常建構(gòu)在馬達運動上，而馬達就好比機械系統(tǒng)上的手跟腳，負責(zé)機械儀器的定位、運動的速度等等。所以當馬達控制不好，將直接影響機械定位的不精準而使產(chǎn)品的良率下降，早期爲了實現(xiàn)馬達控制需要將控制電路設(shè)計在一塊電路板上，其缺點除了使用的零件數(shù)目多外、空間大、可靠性低、成本高。但是隨著PC及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)飛快的進步下，製程技術(shù)也日新月異，在不用開ASIC的情況下，也都能使用FPGA(可程式閘陣列)來實現(xiàn)複雜的電路功能。這將大大的改善以往的缺點，也提高馬達的控制性能。工研院機械所機電控制整合部投入運動控制系統(tǒng)研發(fā)已
7、久，根據(jù)累積多年的相關(guān)經(jīng)驗充分應(yīng)用國內(nèi)PC產(chǎn)業(yè)的資源，對於新控制系統(tǒng)的研發(fā)都朝向晶片化、微小化為指標。以本部門先前開發(fā)的EPCIO運動控制晶片為架構(gòu)基礎(chǔ)上更進一步的研發(fā)出多功能且更符合業(yè)界需求IMC（智慧型運動控制卡），本文在介紹運動控制晶片的設(shè)計技術(shù)及探討國內(nèi)外控制晶片的差異性。運動控制基本架構(gòu)原理介紹ㄧ個完整運動控制系統(tǒng)包括由控制器（Controller）、驅(qū)動器（Drive）、致動元件（Actuator）、受控體（Plant）、偵測器（Sensor）所形成的閉迴路，圖1所示，運動控制系統(tǒng)通?？舍槍?yīng)用需要設(shè)計，以控制受控體的位置、速度、加速度或運動軌
8、跡?？刂岂R達的轉(zhuǎn)軸位置即是定位控制的唯ㄧ目標，運動控制卡計算從PC
