کثیر محور موٹر کنٹرول

کثیر محور موٹر کنٹرول

روایتی طور پر، صنعتی موٹر کنٹرول ایپلی کیشنز موٹر کنٹرول کے لئے ضروری پیچیدہ الگورتھم کو چلانے کے لئے مائکرو کنسولر یا ڈی ایس پی استعمال کرتے ہیں. زیادہ سے زیادہ روایتی صنعتی ڈرائیوز میں، FPGAs ڈیٹا حصول اور تیز رفتار کارروائی کے لئے مائکرو کنکولر یا ڈی ایس پی کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے. . اعداد و شمار کے حصول کے علاوہ، پی ڈبلیو ایم ایم نسل اور تحفظ کی منطق، FPGA نے روایتی طور پر موٹر کنٹرول الگورتھم کو نافذ کرنے میں اہم کردار ادا نہیں کیا ہے.

مائکرو کنکروٹر یا ڈی ایس پی کا استعمال کرتے ہوئے موٹر کنٹرول الگورتھم کو لاگو کرنے کا طریقہ آسانی سے آزاد رفتار (کثیر محور موٹر کنٹرول) پر چلنے والی کئی موٹرز پر نہیں ہوتا. مائیکروسافٹ SmartFusion2 SoCFPGA ایک واحد ڈیوائس کا استعمال کرتے ہوئے مربوط اور کثیر محور موٹر ڈرائیو کے ساتھ مربوط کیا جا سکتا ہے. اختیار

کنٹرول دو حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. فیلڈ پر مبنی کنٹرول (FOC) الگورتھم، رفتار کنٹرول، موجودہ کنٹرول، رفتار تخمینہ، پوزیشن کا اندازہ، اور پی ڈبلیو ایم نسل چلانے کے لئے ایک حصہ استعمال کیا جاتا ہے؛ دوسرے حصے میں رفتار پروفائلز، لوڈ خصوصیات، پروسیسنگ کنٹرول، اور تحفظ (غلطیاں اور الارم) بھی شامل ہیں. FOC الگورتھم کے عمل کو وقت اہم ہے اور بہت زیادہ نمونے کی شرح (مائیکرو سیکنڈنڈ رینج میں) کارکردگی کا مظاہرہ کرنے کی ضرورت ہے، خاص طور پر کم سٹٹر انضمام کے ساتھ تیز رفتار موٹرز کے لئے. یہ FPGAs میں FOC الگورتھم کو نافذ کرنے کے لئے یہ زیادہ فائدہ مند بناتا ہے. پروسیسنگ کنٹرول، رفتار پروفائلز، اور دیگر تحفظات روزہ اپ ڈیٹس کی ضرورت نہیں ہوتی ہیں، لہذا وہ کم نمونوں کے نرخوں میں (ملیس سیکنڈ رینج میں) پر عملدرآمد کرسکتے ہیں اور بلٹ میں کارٹیکس-ایم 3 سبسیکشن میں پروگرام کیا جا سکتا ہے.

ٹرانجسٹر سوئچنگ دور ڈرائیو میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے. اگر FOC لوپ عملدرآمد کا وقت سوئچنگ دور سے زیادہ چھوٹا ہے، تو ہارڈ ویئر ماڈیول دوسری موٹر کے وولٹیج کا حساب کرنے کے لئے دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے. اس کا مطلب ہے کہ آلہ اسی قیمت پر اعلی کارکردگی فراہم کرسکتا ہے.

(1) موٹر کنٹرول آئی پی ماڈیول. شے 3 شکل سینسر فیلڈ پر مبنی کنٹرول الگورتھم ظاہر کرتا ہے، جو اس سیکشن میں بحث کی جاتی ہے اور آئی پی کور کے طور پر فراہم کی جاتی ہے.

● پی آئی کنٹرولر. ایک متغیر-مربوط (PI) کنٹرولر نظام کے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنے کے لئے فیڈ بیک میکانیزم ہے. اس کے پاس دو سایڈست فوائد پیرامیٹرز ہیں - متغیر اور باضابطہ فائدہ رکاوٹوں - جو کنٹرولر کے متحرک ردعمل کو کنٹرول کرتی ہیں. پی آئی کنٹرولر کا تناسب جزو تناسب فائدہ مسلسل اور غلطی ان پٹ، اور انضمام اجزاء کی مجموعی غلطی کی پیداوار اور مستحکم فائدہ مسلسل ہے. یہ دو اجزاء ایک ساتھ شامل ہیں. پی آئی کنٹرولر کے انضمام مرحلے میں نظام میں عدم استحکام پیدا ہوسکتا ہے کیونکہ اعداد و شمار کے اقدار بے شمار طریقے سے بڑھتے ہیں. اعداد و شمار میں یہ غیر برقی اضافہ اتفاقی سنتریپشن کہا جاتا ہے، اور تمام پی آئی کنٹرولر پر عمل درآمد میں ایک منجمد میکانزم شامل ہے تاکہ یہ یقینی بن سکے کہ کنٹرولر پیداوار محدود ہے. مائیکروسایسی کے پی آئی کنٹرولر آئی پی ماڈیول مخالف جھٹکا کے لئے ایک ہولڈر سنٹرپمنٹ الگورتھم کا استعمال کرتا ہے. یہ ماڈیول بھی ابتدائی پیداوار قیمت قائم کرنے کے لئے اضافی خصوصیات فراہم کرتا ہے.

فیلڈ اورینٹل کنٹرول (FOC). FOC ایک الگورتھم ہے جو آزادانہ طور پر موٹر کو زیادہ سے زیادہ موجودہ فراہم کرتا ہے اور ٹاکک اور مقناطیس کو موجودہ اجزاء کو کنٹرول کرنے کی طرف سے فراہم کرتی ہے. مستقل مقناطیس ہم آہنگ موٹر (PMSM) میں، روٹر مقناطیس کیا گیا ہے. لہذا، موٹر کے لئے فراہم کی موجودہ صرف torque کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. FOC ایک جامع طور پر انتہائی الگورتھم ہے، لیکن مائیکروسافٹ کے موٹر کنٹرول حوالہ ڈیزائن کو ڈیوائس وسائل کے زیادہ سے زیادہ استعمال کے لئے بنایا گیا ہے. FOC الگورتھم میں کلارک، پارک، انوائس کلارک، اور متوازی پارک میں تبدیلی شامل ہے.

● زاویہ تخمینہ. FOC میں ایک ان پٹ روٹر زاویہ ہے. روٹر زاویہ کا درست عزم کم بجلی کی کھپت کو یقینی بنانے کے لئے ضروری ہے. جسمانی سینسر کو شامل کرنا جو پوزیشن اور رفتار کا تعین کرتی ہے، نظام کی لاگت اور وشوسنییتا کو بڑھاتا ہے. سینسرلیس الگورتھمز سینسر کو ختم کرنے میں مدد کرتے ہیں لیکن مجبوری پیچیدگی میں اضافہ کرتے ہیں. مائیکروسافی سینسر کنٹرول کے لئے دو زاویہ حساب کی الگورتھم آئی پی ماڈیول پیش کرتا ہے- جو ایک Luenberger مبصر اور اس کی بنیاد پر براہ راست پیچھے EMF کی حسابات پر مبنی ہے. کمپنی ہال سینسر اور انکوڈرز کی بنیاد پر ایک علیحدہ حوالہ ڈیزائن پیش کرتا ہے.

● PLL. PLL سگنلنگ سگنل کے لئے استعمال کیا جاتا ہے اور بہت سے ایپلی کیشنز میں مفید ہے، جیسے inverter اور گرڈ ہم آہنگی کے زاویہ تخمینہ.

● حد کی حد. شرح کی حد ماڈیول نظام متغیرات یا آدانوں میں ہموار تبدیلیوں کو نافذ کر سکتا ہے. مثال کے طور پر، موٹر کنٹرول کے نظام میں، اگر موٹر کی ضرورت ہوتی ہے تو رفتار سے اچانک تبدیلی ہوسکتی ہے، یہ نظام غیر مستحکم ہوسکتی ہے. ایسی صورت حال سے بچنے کے لئے، رفتار کی حد تک ابتدائی رفتار سے منتقلی کی شرح کی حد ماڈیول کا استعمال کیا جاتا ہے. شرح کی حد ماڈیول تبدیلی کی شرح کو کنٹرول کرنے کے لئے تشکیل دیا جا سکتا ہے.

● خلائی ویکٹر ماڈیولریشن. خلائی ویکٹر ماڈیولول ماڈیول ڈی سی بس استعمال میں بہتری اور ٹرانسٹرٹر سوئچز سے مختصر دالوں کو ختم کرتا ہے. چونکہ ٹرانسٹرٹر باری / ٹرن آف دور پلس کی مدت سے کہیں زیادہ ہے، مختصر دالے غلط سوئچنگ رویے کا سبب بن سکتا ہے.

● تین مرحلہ پی ڈبلیو ایم نسل. تمام حسابات کے اختتام پر، تین مرحلے موٹر وولٹیج دستیاب ہے. ان وولٹیجز انڈرورٹر میں ٹرانسمیٹر کے سوئچنگ سگنل پیدا کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں. پی ڈبلیو ایم ایم ماڈیول اعلی درجے کی خصوصیات جیسے مردہ وقت اور تاخیر وقت کی اندراج کے ساتھ چھ (تین اعلی طرفہ اور تین کم سائڈ) ٹرانسمیٹر سوئچنگ سگنل پیدا کرتا ہے. پروگرام قابل مردہ وقت اندراج کی خصوصیت inverter پنوں پر تباہ کن مختصر سرکٹس سے بچنے میں مدد ملتی ہے. پروگرام قابل تاخیر وقت اندراج کی خصوصیت ADC کی پیمائشوں کو PWM سگنل نسل کے ساتھ مطابقت پذیر ہونے کی اجازت دیتا ہے. ماڈیول نون MOSFETs یا N-MOSFETs اور P-MOSFETs دونوں میں مشتمل ایک inverter کے مشتمل ایک اندرونی کے ساتھ کام کرنے کے لئے ترتیب دیا جا سکتا ہے.

(2) SOC میں FPGA ڈیزائن کو ڈیبگ کریں. عام طور پر، مائکرو کنکولیٹر پر ایک ڈیزائن کو ڈیبنا کرنا FPGA پر ڈیبگنگ سے نسبتا آسان ہے. SoCs میں، آپ مائیکروسافٹ کنٹرولرز میں تیزی سے ڈیبگنگ کے فوائد کو برقرار رکھنے میں ایف جی جی اے کی اعلی کارکردگی کا فائدہ اٹھا سکتے ہیں. مائکرو کنسولر سبسیکشن اور مائیکروسافٹ SmartFusion2 میں SoCFPGA میں FPGA فن تعمیر، AMBAAPB یا AXI بس کے ذریعہ ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرسکتا ہے. اس ٹیسٹ ڈیٹا کو FPGA کپڑے یا ڈی جی جی پی کے کپڑے سے ڈیبیگ ڈیٹا میں انجکشن کرنے کی اجازت دیتا ہے تاکہ رن ٹائم کے لئے اندرونی اعداد و شمار کو دیکھ سکیں اور حقیقی وقت کے ڈیبگنگ کے لۓ. فرم ویئر کا کوڈ ایک ہی مرحلے میں چلایا جا سکتا ہے، اور FPGA رجسٹر ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کے لئے کوڈ میں پوائنٹس مقرر کئے جا سکتے ہیں.

SmartFusion2 SoCFPGA پر مبنی کثیر محور موٹر کنٹرول حل یوایسبی کے ذریعہ میزبان پی سی سے منسلک ہے اور گرافیکل یوزر انٹرفیس (جی آئی یو) کے ساتھ بات چیت / موٹر کو روکنے، موٹر رفتار کی اقدار اور دیگر نظام کے پیرامیٹرز کو مقرر کرنے کے لئے، اور چار تک ڈرائیو نظام متغیرات، جیسے موٹر رفتار، موٹر موجودہ اور روٹر زاویہ (شناخت 4).

(3) ماحولیاتی نظام. مائیکروسافی آئی پی لائبریریوں کا ایک امیر سیٹ پیش کرتا ہے، جس میں کئی موٹر کنٹرول افعال پہلے بات چیت کرتے ہیں. یہ ماڈیول آسانی سے اپنی مرضی کے مطابق کیا جا سکتا ہے اور مائیکروسافٹ آلات میں پورٹیبل کیا جا سکتا ہے. یہ ماڈیولز LiberoSoC سافٹ ویئر کے SmartDesign کے آلے کا استعمال کرتے ہوئے گرافیک طور پر تشکیل اور منسلک کیا جا سکتا ہے. ان IP بلاکس کے ساتھ، ڈیزائنرز FPGA میں موٹر کنٹرول الگورتھم کو لاگو کرنے کے لئے ضروری وقت کو کم کر سکتے ہیں.

یہ آئی پی ماڈیولز تک 30،000 ر / منٹ اور 200 کلو گرام سوئچنگ فریکوئنسی موٹرز پر ٹیسٹ کیا گیا ہے.

صنعتی مواصلاتی پروٹوکول

صنعتی نیٹ ورک میں رجحان تیزی سے نیٹ ورک مواصلات کا استعمال کرتے ہوئے نقطۂ نقطہ مواصلات کو تبدیل کرنا ہے. اس طرح کے ہائی سپیڈ مواصلات حاصل کرنے کے لئے اعلی بینڈوڈھ کی حمایت کی ضرورت ہوتی ہے، جو مائیکرو کنکولیٹر یا ڈی ایس پی کے لئے آسان نہیں ہے جو بیک وقت موٹر کنٹرول الگورتھم کو عمل کرتی ہے. زیادہ تر مقدمات میں، ہر موٹر کنٹرولر کے ساتھ مواصلات کو سنبھالنے کے لئے ایک اضافی مائکرو کنکولر یا ایف جی جی پی استعمال کیا جاتا ہے. عموما ایتھرنیٹ پر مبنی پروٹوکول استعمال کیا جاتا ہے PROFINET، EtherNet / IP اور EtherCAT معیار، جو اب بھی تیار ہیں. دیگر پروٹوکولز میں CAN اور موڈبس شامل ہیں. اس معاملے میں SOCs استعمال کرنے کا فائدہ واحد ایف جی جی پی پلیٹ فارم پر ایک سے زیادہ صنعتی ایتھرنیٹ پروٹوکول معیار کی حمایت کرنا ہے.

آخر نظام کے مقاصد پر منحصر ہے، آئی پی اور پروٹوکول اسٹیک (مواصلات کے لئے)، یا ہارڈویئر (FPGA) اور سافٹ ویئر (ARMCortex-M3 subystem) میں احتیاط سے مسمار کرنے کی فعالیت کی طرف سے نظام کی لاگت کو بہتر بنانے کے ذریعے مرضی کے مطابق کیا جا سکتا ہے.

مائیکروسافٹ کے SmartFusion2 FPGA میں بلٹ ان CAN، مائکروسافٹ کنٹرولر سبسیکشن کے حصے کے طور پر ہائی سپیڈ یوایسبی اور گیگابٹ ایتھرنیٹ ماڈیولز ہیں. تیز رفتار SERDES ماڈیول سیریل ڈیٹا منتقل کرنے میں شامل پروٹوکول کو لاگو کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

حفاظت

SmartFusion2 SoCFPGA آلہ کئی ڈیزائن اور ڈیٹا سیکورٹی خصوصیات ہے. ڈیزائن سیکورٹی خصوصیات جیسے ڈی پی اے سرٹیفیکیٹ مخالف چھید تحفظ اور خفیہ کاری کی خصوصیات گاہکوں کے دانشورانہ جائداد کی حفاظت میں مدد کرسکتے ہیں. SoCFPGA کے آلات میں ڈیٹا سیکورٹی خصوصیات جیسے ای سی سی ہارڈویئر تیز رفتار، ای ای-128/256 اور SHA-256 خدمات شامل ہیں. ڈیٹا سیکورٹی کے لئے، EnforcITIPSuite اور CodeSEAL سافٹ ویئر سیکورٹی اجزاء استعمال کیا جا سکتا ہے. EnforcITIP ایک مرضی کے مطابق دانا (خالص فہرست کے طور پر) شامل ہے جو سیکورٹی کی پرت ہارڈویئر کو مؤثر انداز میں لے جاتا ہے. کوڈیلیل فرمیوریزس کو فرم ویئر میں انجکشن دیتا ہے، آزادانہ طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، یا نافذ کرنے کے لئے اضافہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے.

پروٹوکول کو لاگو کرنے کے لچکدار ڈیزائنرز کو مرکزی نگرانی کنٹرولر سے داخل ہونے والی معلومات کی تصدیق کرنے کے لئے سیکورٹی کے ایک سے زیادہ تہوں کو استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے.

اعتبار

متعدد مارکیٹوں میں سیکیورٹی معیاروں کی ترقی اعلی وشوسنییتا کے لئے تقاضا کرتی ہے. اسمارٹ فیوژن 2 اعلی دستیابی، سیکورٹی کے اہم اور مشن کے اہم نظام کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے. SmartFusion2 SoCFPGA کی طرف سے پیش کردہ قابل اعتماد خصوصیات میں سے کچھ مندرجہ ذیل ہیں.

(1) سنگل ایونٹ پریشانی (SEU) فی صف کی شرح صفر صفر. اعلی وشوسنییتا آپریشن، SEU کی مدافعتی صفر کی ضرورت ہے FIT کی شرح FPGA ترتیب، SmartFusion2 فن تعمیر میں الفا یا نیوٹران تابکاری سے مصروفیت ہے کیونکہ اس میں میٹرنس اور منطق بلاکس کو روٹ کرنے میں استعمال ہونے والے ٹرانسٹسٹر کو ترتیب دینے کے لئے فلیش میموری کا استعمال ہوتا ہے. SRAM کی بنیاد پر FPGA کے پاس 1 کلو سے 4 کلومیٹر سطح پر فوٹ (وقت کی ناکامی) کی شرح ہوسکتی ہے، جس میں سمندر کی سطح سے 5،000 فوٹ زیادہ ہے. ہائی وشوسنییتا ایپلی کیشنز ان ایپلی کیشنز کے لئے SmartFusion 2 مثالی بنانے کے 20 سے نیچے FIT کی شرح کو قبول کرسکتے ہیں.

(2) EDAC تحفظ. SmartFusion2 آلات ایک غلطی کا پتہ لگانے اور اصلاح (EDAC) کنٹرولر کو نمایاں کرتا ہے جو مائکروسافٹ کنٹرولر سبسکرائب (MSS) میموری میں سنگل ایونٹ رولرور کی غلطیوں کو روکتا ہے.

(3) کوئی بیرونی ترتیب سازی کا آلہ نہیں ہے. بڑی تعداد میں FPGA کے ساتھ پیچیدہ نظام میں بیرونی طور پر تشکیل شدہ آلات استعمال کرتے ہوئے وشوسنییتا کو کم کر دیتا ہے. پاور اپ میں، FPGAs کو ترتیب دینے کا وقت لگتا ہے، جس میں ایپلی کیشنز میں ڈیزائن پیچیدگی متعارف کردی جاتی ہے جس سے متعدد FPGA آلات استعمال ہوتے ہیں. SmartFusion2 SoC FPGA میں آلہ کے اندر ترتیب میموری شامل ہے، جس میں آلہ کو طاقتور ہونے پر اس کا رخ کرنے کا اضافی فائدہ فراہم کرتا ہے.

(4) فوجی درجہ حرارت کلاس آلات. SmartFusion2 SoCFPGA آلہ مکمل طور پر فوجی درجہ حرارت کے حالات کے لئے ٹیسٹ کیا جاتا ہے. فوجی گریڈ کے آلات میں حفاظتی خصوصیات اور ڈیٹا سیکورٹی کی خصوصیات کے ساتھ 10 کلو اور 150 کلو منطق یونٹس ہیں جو کریٹگرافک چالکوں تک رسائی کی اجازت دیتا ہے.

خلاصہ

مائیکروسافٹچیٹس SmartFusion2 SoCFPGA کئی خصوصیات کو فراہم کرنے کے لئے کئی اعلی مرضی کے مطابق موٹر کنٹرول آئی پی بلاکس اور ثابت ریفرنس ڈیزائن استعمال کرتا ہے جو صنعتی ڈیزائن کے ٹی سی او کو کم کرتی ہے. مائکروکومیٹرر سے منتقلی والے گاہکوں کو کچھ پرانی کوڈ دوبارہ استعمال کرنے کے قابل ہو جائے گا، اور FPGA ڈیزائنرز کو ایک موثر فن تعمیر کی تخلیق کرنے کے لئے FPGA کپڑے اور ARMCortex-M3 سب سسٹم کو فائدہ اٹھانے کے قابل ہو جائے گا جو موٹر کنٹرول ماڈیول اور مواصلات کے ماڈیول کے ساتھ ساتھ رہنا ایک آلہ میں. اندر. آرمی Cortex-M3 مائکرو کنکولر سبسیکشن کی موجودگی کی کارکردگی اور قیمت کے لئے اصلاح کرتے ہوئے لچکدار ڈیزائن اور ذہین تقسیم کرنے میں قابل بناتا ہے. مائکرو کنکولر سبسیکشن بھی FPGA ڈیزائن ڈیبگ کو تیز کرنے کے لئے رن ٹائم میں اعداد و شمار کو انجکشن اور ریکارڈ کرتا ہے. اسمارٹ فیوژن 2 پلیٹ فارم صنعتی مواصلات کے پروٹوکول کو لاگو کرنے کے لۓ وسیع پیمانے پر اختیارات فراہم کرتا ہے. یہ ڈیزائن اور ڈیٹا سیکورٹی کے لئے کئی سیکورٹی خصوصیات بھی فراہم کرتا ہے اور اس کے علاوہ اعلی وشوسنییتا ضروریات کو پورا کرتا ہے. اسمارٹ فیوژن 2 خاندانوں کو کم سے کم ٹی سی او کے ساتھ صنعتی حل کو فروغ دینے میں مدد کرنے کے لئے طاقتور ماحولیاتی نظام کی مدد سے حمایت کی جاتی ہے.