一些新的电机控制软件开发套件设计方案

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作者：德州仪器马达控制解决方案全球业务经理Chris Clearman

C2000™微控制器（MCU）已用于控制各类应用中的电机超过25年。这些电机主要是三相同步或异步电机，通过磁场定向控制（FOC）的技术进行控制，以提供有效的扭矩产生来最小化电能使用率。它们的应用范围覆盖低于100W的医疗工具到数百千瓦的工业机械。一些应用仅需要扭矩控制，其他应用需要稳定的速度，还有一些需要极其精确的位置控制。这些不同的要求需要多种解决方案，而德州仪器多年来通过其数字电机控制库、controlSUITE™库和最近的MotorWare™库提供了这些解决方案。

现在，TI将最新的电机控制开发与器件级软件驱动程序统一到一个产品中：C2000Ware MotorControl软件开发套件（SDK）。

该SDK支持C2000平台中最新一代兼容的TMS320F28379D、TMS320F28076和TMS320F280049C器件，以及所有新产品系列。SDK的组件包括：

• C2000Ware: 器件特定的驱动库、位域、函数库（数学计算、数字信号处理、控制、信号产生）、外设例程、小工具、硬件文件和文档——提供定制德州仪器电机控制解决方案周边应用程序所需的一切。

• 电机控制库：通用控制和电机控制特定功能，可用作完全定制的电机控制应用中的构建模块。

• InstaSPIN-FOC™解决方案：使用德州仪器的FAST™软件编码的无传感器FOC解决方案实现卓越的电机控制性能。电机识别和自动电流环调谐可实现快速开发，即使对于电机控制经验有限的人员也是如此。

• DesignDRIVE解决方案：使用德州仪器DesignDRIVE组件的带传感器FOC解决方案可支持多种电流检测技术、模拟和数字位置传感器接口、控制技术和灵活的实时连通性。快速电流环（FCL）是一个独特的优化软件库，它利用了所有片上硬件资源、加速器和代码执行周期减少技术。在不到1μs的时间内实现整个FOC扭矩控制回路的能力可实现更高频率的扭矩控制，从而实现更高频率的位置控制，进而使伺服驱动器具有卓越性能。

  
  
  

InstaSPIN-FOC解决方案（图1）于2013年发布，通过MotorWare软件包在F2806x、F2805x和F2802x系列上通过片上只读存储器（ROM）库启用。该库已被重写为浮点格式 -- 消除了定点定标负担，并利用片上加速器 – 并在F28004x系列的片上ROM中进行了更新。对InstaSPIN-FOC用户来说，库函数调用和逐步实验例程会显得很熟悉。TI还发布了新型BoosterPack™插件模块 ，通过我们的C2000 Piccolo™ MCU F280049C LaunchPad™开发套件专用于InstaSPIN-FOC解决方案。

图 1：InstaSPIN-FOC特性

DesignDRIVE（图2）于2015年发布，并通过controlSUITE控制套件定期更新。通过将其包含在MotorControl SDK中，我们现在可添加对C2000Ware的支持。这提供了更完整和用户友好的软件体验，并使DesignDRIVE更容易移植到其他C2000 MCU系列上。

图 2：DesignDRIVE组件

MotorControl SDK的首个版本包括表1中所示的支持。

		MotorControl SDK
		无传感器FOC的InstaSPIN-FOC	带传感器FOC的DesignDRIVE
19Q1	器件支持	F28004x	F2837x
	硬件	LAUNCHXL-F280049C+BOOSTXL-DRV8320RS或 TMDSHVMTRINSPIN+TMDSCNCD280049C+TMDSADAP180TO100	TMDXIDDK379D
	软件	实验1-13：仅使用C28x CPU并支持同步电机	单轴基于QEP的FCL位置/速度环控制（CPU+CLA）
	文档	实验手册，InstaSPIN TRM(Technical Reference Manual，技术参考手册)，QSG(Quick Start Guide，快速入门指南)	用户指南

表1：MotorControl SDK支持

德州仪器将每季度或每半年更新一次MotorControl SDK，并在将来发布的计划中支持：

• InstaSPIN-FOC实验例程完全运行于F28004x控制律加速器（CLA）协处理器上。

• InstaSPIN-FOC支持异步感应电机。

• 基于F28004x系列的DesignDRIVE例程。

• 增强的DesignDRIVE FCL例程，包括支持绝对式编码器技术。

• 结合实时连通性。