電氣類畢業(yè)設計外文翻譯選擇一個嵌入式的智能電機的控制器

1、本科生畢業(yè)設計（論文）外文資料譯文設計（論文）題目： 基于單片機的智能臺燈的設計 學生姓名： 學號： 系 別： 電氣機械工程系 班級： 指導教師： 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出版時間（或刊號）：2003年12月所譯頁碼：46頁2譯成中文：選擇一個嵌入式的智能電機的控制器現在，我們

2、對于應用的需求更加的快，要求產品也更加的便宜，并且有更好的發(fā)動機控制系統(tǒng)，我們對性能嵌入式電機控制器的要求也在不斷的提高中。對于馬達的控制器，我們不但是要求要控制速度和電機的地位，而且還要求控制電機的運作完善，即能規(guī)范能源的消耗也能執(zhí)行其他的功能，還能滿足設計要求。先進的基于dsp的微控制器主要采用的是先進的控制算法，以提高系統(tǒng)的性能，并且能降低系統(tǒng)的成本。裝配的生產線主要用于定位的伺服電機面對苛刻的要求，由于需要動態(tài)的規(guī)范和系統(tǒng)的可變性。在這種復雜的情況下電機的控制只能通過以下的方式來實現即時的監(jiān)測和轉子的速度和定位的調整，以產生轉矩的有效的手段。對于這些額外的功能，范圍從功率的因子校正以太

3、網驅動程序和tcp / ip協(xié)議棧。根據應用的要求，從最小的直流有刷馬達控制器的高端矢量驅動系統(tǒng)的復雜性的范圍。對于最簡單的控制系統(tǒng)，所有的可能需要的是微控制器（mcu），提供必要的電機控制的外設部分。 例如，直流有刷在汽車電源鏡電機控制器應用的服務很容易通過一個簡單的微控制器。 改進的魯棒控制系統(tǒng)集成 控制的主要手段則是集成了多個驅動器等設置的職能，圍繞著微控制器的模塊。這種簡單的另外一個例子是控制系統(tǒng)的步進微控制器芯片，它管理的是步進電機，并且可能不運作系統(tǒng)的另外一部分的監(jiān)督。實際的應用 更復雜的是系統(tǒng)，這需要更高的性能，可以使用一個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，一個矢量的控制算法，使感應電動機執(zhí)行尖銳和精確的運動，在一臺洗衣機需要的配置文件，在裝配的生產線用于定位的伺服電機面對苛刻的要求，由于需要動態(tài)的規(guī)范和系統(tǒng)的可變性。 在這種復雜的情況下電機的控制只能通過以下的方式來實現即時的監(jiān)測和轉子的速度和定位的調整，以產生轉矩的有效的手段。 標電機的控制技術是有限的，他們提供的是動態(tài)的性能。 若要解決這個問題，系統(tǒng)設計人員就要經常改變馬達的性能，這能確?？刂瓢l(fā)動機可以處理所有的扭矩瞬變（下一個小于最優(yōu)控制器），并且符合規(guī)格的動態(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，往往是可以調整大小電機，為進一步節(jié)約成本，因為一個小馬達，成本是比較低廉的，購買也比較的方便。 在此之外，適當大小的發(fā)動機將會更有效率地運行，節(jié)約大量的能源。 數學的處理 由于實時處理器必須要運行在很短的時間算法（通常為50毫秒）里，這樣的算法必須要是一個特別的適合數學計算的處理器上運行。現代控制系統(tǒng)的一個重要的要求是，以避免污染的供給線，防止通過實施功率因數的校正諧波。 一個功率因數校正可即時的推行作為數字信號的處理器，運行的主電機矢量的控制算法的輔助功能，從而消除了需要和成本，一個單獨的控制器ic， 基于dsp的控制器就非常適合這項工作，可以做的

6、工作也非常的有效和實時。 此外，dsp的數學處理能力，適合控制的計劃，消除機械傳感器。 使用這種技術能先進的控制機械數量的估計，如轉子磁鏈的角度在軟件數學中的算法。 這些算法是計算十分密集的，需要高性能的數字引擎。 這樣的另外一個例子是如何處理能為節(jié)省成本和簡化系統(tǒng)轉換提供幫助。 簡化的加工 一個典型的電機控制系統(tǒng)要采用功率流的電機控制速度或電機軸的位置。 然而，即使這個動態(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，降低了電機控制電路的成本。 例如，現代控制系統(tǒng)的一個重要的要求是，以避免污染的供給線，防止通過實施功率因數的校正諧波。 一個功率因數校正可即時的推行作為數字信號的處理器

7、，運行的主電機矢量的控制算法的輔助功能，從而消除了需要和成本，一個單獨的控制器ic。 矢量的控制算法的數學十分密集，信號的處理器需要有一定的屬性，使其能夠有效地運行電機控制算法。 僅僅運行的能力，數十或數百mips的本身并不足夠。 重要的是要研究的mips的質素。 持續(xù)乘和累加 執(zhí)行的能力在持續(xù)的基礎上計算，是電機控制設計特別感興趣的。 許多微控制器添加單周期乘法累加（mac）發(fā)動機。 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)地計算。 如果沒有一個潛在的總線的架構，方便了數據，單周期的mac引擎，需要四到五年的周期，設立一個單一的繁殖將是無法運行的算法有效地自由流動。 現在需要

8、的是能夠運行一個能安裝多個單周期的mac操作。 另外一個屬性有效馬達控制需要的是系統(tǒng)集成的控制器的提供。 除了強大的處理能力以外，新一代的dsp為基礎的高層次的控制器，如德州儀器150 mips的代tms320c28x數字信號控制器，提供了外設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)最初浮點版本，然后移植到定點設備。 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障礙，系統(tǒng)設計師，勸阻實施先進的控制戰(zhàn)略。 幸運的是，現代控制器的解決諸如iqmath，簡化的算法發(fā)展到了一個地步，程序員可以將浮點算法和定點算法，在短短的幾分鐘內，而不是幾個小時，沒有這樣的工具

9、，這個工具是需要挑戰(zhàn)的。（續(xù)“外文資料譯文”） 學生簽名： （可添頁） 年 月 日指導教師審閱意見： 指導教師簽名： 年 月 日注：以上學生所填內容均需打印，所譯外文資料原文應附后裝訂（含封面、封底、目錄、翻譯部分頁碼的復印件）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