国产RISC-V电机控制MCU在伺服编码器中的应用与方案

发布时间:2024-06-26 阅读量:7212 来源: 我爱方案网 作者: bebop

摘要:编码器在工业生产中发挥着至关重要的作用。随着工业自动化的不断发展,现代工业生产对生产效率和精度的要求越来越高,而这些要求的实现离不开编码器的支持。编码器可以测量旋转角度或直线位移,并通过反馈控制系统调整电机的速度和运动轨迹,确保生产精度和稳定性。

以下为编码器4个常见应用场景分析:
在现代工业生产中,电机控制需要精确的角度和速度反馈。编码器可以将电机的旋转角度转换为电信号,并通过反馈控制系统调节电机的速度和运动轨迹,实现对电机的精确控制。例如,在机器人手臂的控制中,编码器可以测量手臂的旋转角度和速度,从而控制手臂的运动轨迹和速度,实现精确操作。
自动化系统是现代工业生产的重要组成部分,可以实现自动化控制和监测。编码器作为传感器之一,可以提供位置、速度等参数的反馈信息,从而实现生产过程的精确监测和控制。例如,在物流输送系统中,可以使用编码器来测量输送带的速度和位置,以实现自动化控制和监控。
测量仪器是现代工业生产中不可缺少的工具之一,可以测量物体的尺寸、高度、角度等参数。编码器作为精密测量传感器,可以实现高精度测量和反馈控制。例如,在三维测量中,可以利用编码器来测量物体的旋转角度和位置,从而实现高精度测量。
汽车是现代工业生产中的重要产品之一,编码器可以实现对其运动和动力系统的精确控制和监测。例如,在发动机控制中,编码器可用于测量发动机转速和角度,以控制喷油和点火正时,实现高效、精确的发动机控制。
作为国内领先的高性能MCU研发企业,先楫半导体芯片产品可应用于工业自动化中的编码器和伺服驱动器领域,先楫HPM6000/5300系列芯片产品采用全新的RISC-V芯片系统架构定义、全新CPU内核、大量自主创新的IP设计,以及完整的配套生态,打造出了高性能的国产MCU系列,满足更高效的工业控制,更丰富的显示功能和更强大的数据处理要求。

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下列为先楫半导体在电机驱动领域的一些主控芯片与方案:

HPM6700/6400


先楫主打产品HPM6700/6400系列不仅拥有816MHz的主频、还有LCD驱动、2D图形加速、JPEG解码、音频输入等多媒体外设,具备17个串口、双千兆以太网等通讯外设,还具备4组电机控制模块,能输出32路PWM输出、接4个编码器,可以完成单芯片驱动4个电机。可以实现LCD显示、音频信号处理、数据转发透传、电机控制等功能,主要应用于工业自动化、电机控制、电源管理、物联网等领域。


先楫HPM6750单芯片4轴驱显一体伺服方案



方案简介:四轴伺服解决方案采用高性能的 HPM6750 作为主控,单芯片实现 HMI 与四轴伺服运动控制,稳定性好、响应速度快、控制精度高,无需总线通信反馈与交互控制,片内完成所有数据采集、处理和显示,对伺服控制和四电机的同步控制效率大大提高。


方案特点:

  • 816MHz 主频控制器,性能强悍

  • 多伺服电机控制,高精度位置控制

  • 集传感器数据采集、显示、交互、多电机控制于一体

  • 相比模块化的伺服控制系统,方案性能和效率大大提高

应用场景:多轴协同场景,如

  • 机器人:工业机器人、SCARA机器人

  • 机床加工、伺服方案


HPM5300


HPM5300是先楫半导体面向工业自动化、新能源及汽车电子三大应用领域推出的一款高性能运动控制微控制器产品。



HPM5300 支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展,主频 480MHz,达到甚至超越国际主流高性能 MCU 产品,满足大多数应用场景下的开发需求。


目前,HPM5300系列产品已经广泛应用于工业自动化中的编码器和伺服驱动器,新能源中的微型逆变器,汽车电子中的 IMU、ECU 和汽车座椅门控模块等产业中。


磁编码器方案



主控芯片:先楫HPM5300系列


方案特点:

  • 分辨率:17b

  • 支持最高转速:6000RPM

  • 支持增益偏差校正

  • 支持温漂补偿

  • 支持掉电多圈保存

  • 支持Offset校正


先楫优势:

  • 高算力:480MHz

  • 2 X 16b ADC

  • 输出协议丰富

  • 片内可编程运放,支持差分输入

  • 低功耗:1.5uA

  • 小封装:QFN 48


应用场景:伺服驱动器、机器人等


先楫HPM6200高速3D打印解决方案



方案简介:基于HPM6280高性能CPU,内置FOC算法+H桥驱动芯片,以50K电流环频率实现4轴步进电机开环控制,步进电机速度>1200RPM。该方案是专业为3D打印行业制,也适合舞台灯光、雕刻机、飞达、横机等行业应用。


方案特点:该行业定制化方案相比3D打印行业传统TMC控制方案,具有高速打印、低系统成本、高同步性的优势。


应用领域:3D打印机


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