Getting Real with Real-Time Control

　　Getting Real with Real-Time Control

　　工业化在制造业、商业或休闲方面，使生活的各个领域自动化程度不断提高，从而继续塑造现代世界。赋予这些省力的装置是一个大量的电动工具：电机。虽然它们都利用和利用相同的电磁现象，但电动机却有多种形式。然而，最近的趋势是使用低成本的拓扑结构，如同步交流和无刷（通常无传感器）直流电动机。正是马达设计的多样性，创造了效率权衡；他们所需的功率是根据他们生产的功率来衡量的。随着工业化的发展，不可避免的环境影响意味着这种权衡正在引起更多的关注。对于国内、商业和轻工业应用，可以说，在汽车使用增长最快的情况下，趋势是在不损害环境立法和社会关注的情况下，用最低成本期权平衡这种权衡。

　　许多既定的电机设计，如异步交流电机或直流刷，只需要基本的控制（图1）。然而，通常情况下，电动机的成本与其总效率成反比。因此，虽然自治电机可能不需要外部控制电路，但它们通常只返回较小的功率效率。通过引入“智能控制”，有可能进一步降低建造成本，同时仍能提高总功率效率。为了充分利用这一优势，制造商正在使用越来越多的功能强大的微控制器实现控制电路，使它们能够从最简单、因此性价比最高的电机拓扑结构中获得最佳性能。把成本从电机设计转向控制电子，这给微控制器制造商提供了一个机会来开发整个家庭，以满足这个应用领域的特定需求：数字信号控制器。

　　Figure 1： Microchip focuses on supporting the motors in green， which require intelligent control. Motors shown in yellow can be operated without intelligent control. （Source： Microchip）

　　The need for digital control

　　Digital signal controllers — or DSCs — are essentially an extension of the classic microcontroller architecture to include peripherals specifically targeting motor control and， more recently， a level of digital signal processing （DSP）。 While microcontrollers （MCUs） are typically very good at control functions， their relatively modest processing speeds make them less applicable to the ‘real-time’ demands of motor control， particularly when tasked with additional functionality. This has led to many manufacturers implementing a two-chip solution; using an MCU for control functions （such as checking safety switches， driving user displays and monitoring consumables）， while the DSP runs an optimized algorithm to control the motor.