驱动/马达控制

使用 Xilinx SoC 和 FPGA 从单轴控制扩展到多轴控制,可带来嵌入式分析及毋庸置疑的确定性、高性能和高功率效率

概述

现代电气驱动器所能执行的工作远不止控制电机,包括:

  • 通过多种工业以太网标准进行连接,包括支持有时间限制的联网 (TSN)
  • 符合 OpenSafety、ISO13849 Ple CAT 4、IEC 61508 SIL 3 功能安全以及 IEC 62443 网络安全
  • 支持更多的传感器输入、类型越来越多样化
  • 集成人机接口 (HMI)
  • 更小的占位面积满足越来越多的应用需求
  • 通过快速纳秒闭环时间降低系统级功耗
  • 改善的数据日志
  • 支持 QEI、BISS、Endat 2.0、Hyperface 编码器
  • 实时分析和机器学习支持预测性维护控制、远程诊断、数字“双胞胎”以及更多的端点智能使用案例

保持对任何数量的电机(从普通两级逆变器到碳化硅三级逆变器)的精确、确定性控制并集成上述突出介绍的、不断发展的现代特性,非常适合 Xilinx SoC 和 FPGA,因为提供与其它功能的隔离是可编程逻辑固有的特性。在您的设计中,应用处理器高速缓存丢失、不断发展的标准或新的功能块无需再影响控制环路或通信周期定时,即使是在 100,000 RPM 或更高的转速下也是如此。

最简单的入门方法是 Xilinx 电气驱动器演示平台 (EDDP)。EDDP 包括一款硬件套件,其可从 Trenz Electronic 购买,并能够从 Qdesys 电机控制专家免费使用 C++ 实现磁场定向控制算法。开源设计支持 Xilinx Vivado HLS 和 SDSoC 工具流程,并提供针对 SPYN 的免费升级路径,SPYN 是一个基于 python 的创新电机控制分析及机器学习框架,可利用 EDDP 硬件培养和开发您自己的、基于 C/C++ 的算法。EDDP 不仅具有培训视频支持,而且还得到了社区论坛的大力支持。EDDP 包括无刷 DC 电机 (BLDC),但 Xilinx 解决方案支持广泛的 AC 及 DC 电机,包括伺服电机。

设计范例 说明 器件支持

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单轴马达控制

使用 Spartan-7 FPGA 进行设计

  • 高度灵活性,支持多个通信标准
  • 单芯片设计,实现更高可靠性
  • 面向系统控制和通信的 MicroBlaze™ 软核处理器
  • 一整套生产就绪型 IP,实现更佳设计生产力

Spartan-7 FPGA、 Artix-7 FPGA

Zynq-7000S SoC


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多轴马达控制

使用 Zynq-7000S SoC 进行设计

  • 面向高性能控制和系统通信的 ARM® Cortex-A9
  • 通过优化的脉冲宽度模块设计,实现更高性能、更低攻耗
  • 带有 AnyBus IP 的单 API,连接多个工业以太网标准
  • 单芯片设计,实现更高可靠性
  • 一整套生产就绪型 IP,实现更佳设计生产力

Zynq UltraScale+ CG, EG, EV MPSoC

Zynq-7000 SoC


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马达控制

使用 FPGA 或 SoC 进行设计

  • Xilinx 单芯片马达控制配套提供内含综合硬件功能的 IP,可为电气驱动器实现最为精确的控制。
  • 通过将该 IP 核多次在同一器件上实例化,可在不牺牲任何性能的情况下创建各种多马达解决方案。

Zynq UltraScale+ CG, EG, EV MPSoC

Zynq-7000 SoC

Zynq-7000S SoC

Spartan-7 FPGA

Artix-7 FPGA

技术文档
解决方案堆栈
iiot-hc-solutions-stack

有些工业和医疗保健物联网产品需要用到 Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈的所有模块,所有的产品都或多或少会用到一些模块。Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈包括 Xilinx 及生态系统的构建块,其可在整个工业和医疗物联网平台间使用。使用 xilinx 工业和医疗保健物联网系统,您不一定要从零开始。探索 Xilinx IIoT 和 HcIoT 解决方案堆栈的不同元素,不仅可最小化开发时间和开发成本,而且还可最大化在您的新一代工业和医疗保健物联网平台上对设计的重复使用。