電氣類畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯選擇一個(gè)嵌入式的智能電機(jī)的控制器

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料譯文設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 別： 電氣機(jī)械工程系 班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 職稱： 講師 填表日期： 2009 年 11 月 30 日外文資料翻譯（譯文不少于2000漢字）1所譯外文資料：作者：godbole, kedar, skinner-gray書名（或論文題目）：selecting an embedded smart motor controller出 版 社（或刊物名稱）：electronic products出版時(shí)間（或刊號(hào)）：2003年12月所譯頁(yè)碼：46頁(yè)2譯成中文：選擇一個(gè)嵌入式的智能電機(jī)的控制器現(xiàn)在，我們

2、對(duì)于應(yīng)用的需求更加的快，要求產(chǎn)品也更加的便宜，并且有更好的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，我們對(duì)性能嵌入式電機(jī)控制器的要求也在不斷的提高中。對(duì)于馬達(dá)的控制器，我們不但是要求要控制速度和電機(jī)的地位，而且還要求控制電機(jī)的運(yùn)作完善，即能規(guī)范能源的消耗也能執(zhí)行其他的功能，還能滿足設(shè)計(jì)要求。先進(jìn)的基于dsp的微控制器主要采用的是先進(jìn)的控制算法，以提高系統(tǒng)的性能，并且能降低系統(tǒng)的成本。裝配的生產(chǎn)線主要用于定位的伺服電機(jī)面對(duì)苛刻的要求，由于需要?jiǎng)討B(tài)的規(guī)范和系統(tǒng)的可變性。在這種復(fù)雜的情況下電機(jī)的控制只能通過以下的方式來實(shí)現(xiàn)即時(shí)的監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)子的速度和定位的調(diào)整，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的有效的手段。對(duì)于這些額外的功能，范圍從功率的因子校正以太

3、網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序和tcp / ip協(xié)議棧。根據(jù)應(yīng)用的要求，從最小的直流有刷馬達(dá)控制器的高端矢量驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性的范圍。對(duì)于最簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，所有的可能需要的是微控制器（mcu），提供必要的電機(jī)控制的外設(shè)部分。 例如，直流有刷在汽車電源鏡電機(jī)控制器應(yīng)用的服務(wù)很容易通過一個(gè)簡(jiǎn)單的微控制器。 改進(jìn)的魯棒控制系統(tǒng)集成 控制的主要手段則是集成了多個(gè)驅(qū)動(dòng)器等設(shè)置的職能，圍繞著微控制器的模塊。這種簡(jiǎn)單的另外一個(gè)例子是控制系統(tǒng)的步進(jìn)微控制器芯片，它管理的是步進(jìn)電機(jī)，并且可能不運(yùn)作系統(tǒng)的另外一部分的監(jiān)督。實(shí)際的應(yīng)用 更復(fù)雜的是系統(tǒng)，這需要更高的性能，可以使用一個(gè)更聰明的可編程的處理器算法，用以提高系統(tǒng)的性能并且降低系

4、統(tǒng)的成本。 例如，一個(gè)矢量的控制算法，使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行尖銳和精確的運(yùn)動(dòng)，在一臺(tái)洗衣機(jī)需要的配置文件，在裝配的生產(chǎn)線用于定位的伺服電機(jī)面對(duì)苛刻的要求，由于需要?jiǎng)討B(tài)的規(guī)范和系統(tǒng)的可變性。 在這種復(fù)雜的情況下電機(jī)的控制只能通過以下的方式來實(shí)現(xiàn)即時(shí)的監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)子的速度和定位的調(diào)整，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的有效的手段。 標(biāo)電機(jī)的控制技術(shù)是有限的，他們提供的是動(dòng)態(tài)的性能。 若要解決這個(gè)問題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就要經(jīng)常改變馬達(dá)的性能，這能確?？刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)可以處理所有的扭矩瞬變（下一個(gè)小于最優(yōu)控制器），并且符合規(guī)格的動(dòng)態(tài)的控制。 矢量的控制 在背后的矢量控制是策略的核心要素，是保持在90度的定子和轉(zhuǎn)子的通量。 通過保持通量的正交，

5、就有可能控制扭矩更加的有效。 與矢量的控制，往往是可以調(diào)整大小電機(jī)，為進(jìn)一步節(jié)約成本，因?yàn)橐粋€(gè)小馬達(dá)，成本是比較低廉的，購(gòu)買也比較的方便。 在此之外，適當(dāng)大小的發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)更有效率地運(yùn)行，節(jié)約大量的能源。 數(shù)學(xué)的處理 由于實(shí)時(shí)處理器必須要運(yùn)行在很短的時(shí)間算法（通常為50毫秒）里，這樣的算法必須要是一個(gè)特別的適合數(shù)學(xué)計(jì)算的處理器上運(yùn)行?，F(xiàn)代控制系統(tǒng)的一個(gè)重要的要求是，以避免污染的供給線，防止通過實(shí)施功率因數(shù)的校正諧波。 一個(gè)功率因數(shù)校正可即時(shí)的推行作為數(shù)字信號(hào)的處理器，運(yùn)行的主電機(jī)矢量的控制算法的輔助功能，從而消除了需要和成本，一個(gè)單獨(dú)的控制器ic， 基于dsp的控制器就非常適合這項(xiàng)工作，可以做的

6、工作也非常的有效和實(shí)時(shí)。 此外，dsp的數(shù)學(xué)處理能力，適合控制的計(jì)劃，消除機(jī)械傳感器。 使用這種技術(shù)能先進(jìn)的控制機(jī)械數(shù)量的估計(jì)，如轉(zhuǎn)子磁鏈的角度在軟件數(shù)學(xué)中的算法。 這些算法是計(jì)算十分密集的，需要高性能的數(shù)字引擎。 這樣的另外一個(gè)例子是如何處理能為節(jié)省成本和簡(jiǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)換提供幫助。 簡(jiǎn)化的加工 一個(gè)典型的電機(jī)控制系統(tǒng)要采用功率流的電機(jī)控制速度或電機(jī)軸的位置。 然而，即使這個(gè)動(dòng)態(tài)性能的要求比較溫和，處理的能力，能幫助提高系統(tǒng)的集成，降低了電機(jī)控制電路的成本。 例如，現(xiàn)代控制系統(tǒng)的一個(gè)重要的要求是，以避免污染的供給線，防止通過實(shí)施功率因數(shù)的校正諧波。 一個(gè)功率因數(shù)校正可即時(shí)的推行作為數(shù)字信號(hào)的處理器

7、，運(yùn)行的主電機(jī)矢量的控制算法的輔助功能，從而消除了需要和成本，一個(gè)單獨(dú)的控制器ic。 矢量的控制算法的數(shù)學(xué)十分密集，信號(hào)的處理器需要有一定的屬性，使其能夠有效地運(yùn)行電機(jī)控制算法。 僅僅運(yùn)行的能力，數(shù)十或數(shù)百mips的本身并不足夠。 重要的是要研究的mips的質(zhì)素。 持續(xù)乘和累加 執(zhí)行的能力在持續(xù)的基礎(chǔ)上計(jì)算，是電機(jī)控制設(shè)計(jì)特別感興趣的。 許多微控制器添加單周期乘法累加（mac）發(fā)動(dòng)機(jī)。 然而，這是非常重要的，要看這些加工增值功能，可以執(zhí)行持續(xù)地計(jì)算。 如果沒有一個(gè)潛在的總線的架構(gòu)，方便了數(shù)據(jù)，單周期的mac引擎，需要四到五年的周期，設(shè)立一個(gè)單一的繁殖將是無法運(yùn)行的算法有效地自由流動(dòng)。 現(xiàn)在需要

8、的是能夠運(yùn)行一個(gè)能安裝多個(gè)單周期的mac操作。 另外一個(gè)屬性有效馬達(dá)控制需要的是系統(tǒng)集成的控制器的提供。 除了強(qiáng)大的處理能力以外，新一代的dsp為基礎(chǔ)的高層次的控制器，如德州儀器150 mips的代tms320c28x數(shù)字信號(hào)控制器，提供了外設(shè)的集成度和易用性來比較看好的微控制器。 算法 許多控制算法的開發(fā)最初浮點(diǎn)版本，然后移植到定點(diǎn)設(shè)備。 這樣的比例是歷來的障礙之一的執(zhí)行者。通常，這種方法提供了一個(gè)障礙，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，勸阻實(shí)施先進(jìn)的控制戰(zhàn)略。 幸運(yùn)的是，現(xiàn)代控制器的解決諸如iqmath，簡(jiǎn)化的算法發(fā)展到了一個(gè)地步，程序員可以將浮點(diǎn)算法和定點(diǎn)算法，在短短的幾分鐘內(nèi)，而不是幾個(gè)小時(shí)，沒有這樣的工具

9、，這個(gè)工具是需要挑戰(zhàn)的。（續(xù)“外文資料譯文”） 學(xué)生簽名： （可添頁(yè)） 年 月 日指導(dǎo)教師審閱意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：以上學(xué)生所填內(nèi)容均需打印，所譯外文資料原文應(yīng)附后裝訂（含封面、封底、目錄、翻譯部分頁(yè)碼的復(fù)印件）selecting an embedded smart motor controllermodern applications demand faster, cheaper, and better motor control systems, and the performance demanded from embedded motor controllers is

10、ever increasing. motor controllers are expected not only to control the speed and position of the motor, but also the operation of the motor to both regulate energy consumption and implement other functions to meet design requirements.advanced dsp-based mcus use advanced algorithm control to improve

11、 system performance and reduce system cost. these additional functions range from power factor correction to ethernet drivers and tcp/ip protocol stacks. depending on the application requirements, the system complexity ranges from the minimal dc brush motor controller to high-end vector drives.for t

12、he simplest control systems, all that may be needed is a microcontroller (mcu) that offers the requisite motor control peripherals (see fig. 1). for example, a dc brush motor controller in an automotive power mirror application is served easily by a simple mcu.fig. 1. a robust controller improves sy

13、stem integration. the main vehicle controller then integrates functions, such as settings for multiple drivers and so on, around the mcu module. another example of such simple control systems is a stepper mcu ic that manages a stepper motor, and may operate under the supervision of another part of t

14、he system.real-world applicationsa more sophisticated system, where greater performance is needed, can use a smarter algorithm in a programmable processor to improve system performance and reduce system cost. for example, a vector control algorithm enables an induction motor to perform the sharp and

15、 precise motion profiles needed in a washing machine.positioning servomotors used in assembly lines face demanding requirements due to the dynamic specifications needed and system variability. control for motors in these conditions can only be achieved through the instantaneous monitoring and adjust

16、ment of rotor speed and positioning, and an effective means of generating torque.scalar motor control techniques are limited in the dynamic performance they offer. to work around this problem, system designers often have to overspecify the motor to ensure that the controlled motor can handle all the

17、 torque transients (under the control of a less-than-optimal controller), and meet the dynamic specifications.vector controlthe central element of the strategy behind vector control is to keep the stator and rotor fluxes at 90. by keeping the fluxes orthogonal, it becomes possible to control the tor

18、que much more effectively.with vector control, it is often possible to resize the motor, which enables for further cost savings, because a smaller motor costs less to buy. in addition, the properly sized motor will run more efficiently, saving substantial amounts of energy.mathematical processingsin

19、ce a real-time processor must run an algorithm in a short amount of time (typically 50 ms), such an algorithm must be run on a processor that is particularly well suited to mathematical computation. a dsp-based controller is ideally suited to this task and can do the job very effectively and in real

20、 time.in addition, the dsps mathematical processing capability suits control schemes that eliminate mechanical sensors. such techniques use sophisticated mathematical algorithms that estimate the mechanical quantities, such as rotor flux angles, in software.these algorithms are computation intensive

21、, and need a high-performance numerical engine. this is another example of how processing capability translates into cost savings and system simplification.processing simplificationa typical motor control system uses power flow to the motor to control the speed or position of the motors shaft. howev

22、er, even when dynamic performance requirements are more modest, processing power helps improve system integration, reducing the cost of the motor control electronics.for example, an important requirement of modern control systems is to avoid polluting the supply line, preventing harmonics by impleme

23、nting power factor correction. a power factor correction scheme can be implemented as an auxiliary function of the dsp that runs the vector control algorithms for the main motor, thus eliminating the need for, and cost of, a separate controller ic.vector control algorithms are mathematically intensi

24、ve, and a signal processor needs to have certain attributes to enable it to effectively run motor control algorithms. the mere capacity to run at several tens or hundreds of mips is not in itself adequate. it is important to examine the quality of the mips offered.sustained multiply and accumulateth

25、e ability to execute computations on a sustained basis is of particular interest to motor control designers. many mcus add single-cycle multiply-accumulate (mac) engines.however, it is extremely important to examine whether these added processing features could execute the computations on a sustaine

26、d basis. without an underlying bus architecture that facilitates free movement of data, a single-cycle mac engine that takes four or five cycles to set up a single multiply will not run an algorithm efficiently. what is needed is the capability to run multiple single-cycle mac operations with a single setup.another attribute required for effective motor control is the system integration provided by the controll