【導讀】移動機器人的卓越性能
、平(ping)穩(wen)運(yun)動(dong)和(he)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)離(li)不(bu)開(kai)高(gao)效(xiao)精(jing)確(que)的(de)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)。機(ji)器(qi)人(ren)的(de)自(zi)主(zhu)性(xing)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，非(fei)常(chang)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)和(he)其(qi)他(ta)任(ren)務(wu)的(de)高(gao)級(ji)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)。恩(en)智(zhi)浦(pu)新(xin)一(yi)代(dai)MCX微控製器產品組合具有先進的外設，可幫助開發人員優化移動機器人係統中的電機控製。

移動機器人的卓越性能
、平(ping)穩(wen)運(yun)動(dong)和(he)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)離(li)不(bu)開(kai)高(gao)效(xiao)精(jing)確(que)的(de)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)。機(ji)器(qi)人(ren)的(de)自(zi)主(zhu)性(xing)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)



，非(fei)常(chang)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)和(he)其(qi)他(ta)任(ren)務(wu)的(de)高(gao)級(ji)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)。恩(en)智(zhi)浦(pu)新(xin)一(yi)代(dai)MCX微控製器產品組合具有先進的外設，可幫助開發人員優化移動機器人係統中的電機控製。

FlexPWM模塊

MCX A和N係列具有通用、高配置的增強型Flex脈寬調製器(eFlexPWM)模塊，可實現精確的電機控製，並提供廣泛的功能集
，滿足移動機器人應用的各種需求。除了驅動電機的高級控製外，eFlexPWM模塊還可用於構建開關式電源。

eFlexPWM模塊的一個主要功能是支持中心對齊、邊沿對齊和非對稱脈寬調製(PWM)。

中心對齊PWM可保持相位對齊，並將無刷直流(BLDC)電機的電流波紋降至最低，這種電機因其高效率和扭矩密度而常用於移動機器人領域。開發人員采用中心對齊PWM
，可以實現更平穩的電機運行，減少電磁幹擾(EMI)

，並延長電機繞組的使用壽命。

中心對齊PWM信號

邊沿對齊PWM可簡化占空比計算，並更輕鬆地控製H橋電路
，在移動機器人領域應用廣泛，可用於雙向電機控製
、精確定位和速度調節。FlexPWM模塊簡化了H橋電路必要控製信號的生成，降低了軟件複雜性，並提高了固件響應速度。

邊沿對齊PWM信號

FlexPWM模塊還提供相移PWM，這對於涉及多相逆變器的移動機器人應用來說是一個有價值的功能。開發人員對PWM信號進行移相，可同時優化多台電機的供電，確保多自由度的係統(如機械臂或多輪平台)實現平穩協調的運動。

FlexPWM模塊還具備強大的故障保護和自動故障清除機製，確保係統安全可靠。一旦檢測到故障，該模塊會立即切斷PWM輸shu出chu
，防fang止zhi對dui電dian機ji繞rao組zu等deng敏min感gan部bu件jian造zao成cheng損sun害hai。故gu障zhang排pai除chu後hou，該gai模mo塊kuai可ke自zi動dong清qing除chu故gu障zhang狀zhuang態tai


，並bing恢hui複fu正zheng常chang運yun行xing，最zui大da限xian度du地di減jian少shao停ting機ji時shi間jian，增zeng強qiang整zheng個ge係xi統tong的de穩wen健jian性xing。

有關MCX N係列功能和外設的更多信息，閱讀白皮書了解詳情。

正交解碼器(QDC)

移動機器人需要精確的位置和速度反饋，才能形成有效的閉環控製係統。MCX微控製器具有正交解碼器(QDC)模塊，這是一種專用外設，可簡化正交編碼器信號的解碼過程，並提供可靠的位置和速度測量。

QEI

正交編碼器生成兩個正交信號
，即A相和B相，它們的相位相差90度。QDC模(mo)塊(kuai)通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)信(xin)號(hao)的(de)順(shun)序(xu)和(he)頻(pin)率(lv)確(que)定(ding)電(dian)機(ji)軸(zhou)的(de)位(wei)置(zhi)和(he)旋(xuan)轉(zhuan)方(fang)向(xiang)。該(gai)模(mo)塊(kuai)的(de)高(gao)級(ji)功(gong)能(neng)，如(ru)幹(gan)擾(rao)濾(lv)波(bo)和(he)邊(bian)緣(yuan)檢(jian)測(ce)
，可(ke)確(que)保(bao)解(jie)碼(ma)位(wei)置(zhi)和(he)速(su)度(du)數(shu)據(ju)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)，即(ji)使(shi)在(zai)存(cun)在(zai)電(dian)氣(qi)噪(zao)聲(sheng)或(huo)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)也(ye)能(neng)保(bao)障(zhang)。

QDC模(mo)塊(kuai)在(zai)計(ji)數(shu)器(qi)初(chu)始(shi)化(hua)方(fang)麵(mian)具(ju)有(you)靈(ling)活(huo)性(xing)，支(zhi)持(chi)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)根(gen)據(ju)特(te)定(ding)事(shi)件(jian)或(huo)情(qing)況(kuang)調(tiao)整(zheng)計(ji)數(shu)器(qi)的(de)位(wei)置(zhi)。例(li)如(ru)，計(ji)數(shu)器(qi)可(ke)根(gen)據(ju)編(bian)碼(ma)器(qi)每(mei)轉(zhuan)一(yi)圈(quan)產(chan)生(sheng)的(de)索(suo)引(yin)脈(mai)衝(chong)進(jin)行(xing)初(chu)始(shi)化(hua)。這(zhe)一(yi)功(gong)能(neng)還(hai)簡(jian)化(hua)了(le)歸(gui)位(wei)例(li)程(cheng)和(he)絕(jue)對(dui)定(ding)位(wei)的(de)實(shi)施(shi)。此(ci)外(wai)

，QDC模塊還支持根據外部傳感器或開關觸發的歸位信號進行初始化，從而實現移動機器人係統的精確控製和校準。

QDC模塊提供多種速度測量方法，可滿足不同的應用需求。開發人員可以通過監測固定時間間隔內的位置變化、pinghengfenbianlvhexiangyingshijianlaijisuandianjisudu。ciwai
，gaimokuaihaikeyicelianglianxuzhengjiaobianyanzhijiandeleijishijian，tigonggaofenbianlvsuduceliang，shihexuyaokuaisuxiangyinghejingxikongzhideyingyong。

AND/OR INVERT (AOI)模塊

在優化電機控製方麵，MCX A係列中的AOI模塊與FlexPWM和QDC模塊相輔相成。AOI模塊支持開發人員創建可編程組合布爾邏輯，根據特定輸入條件生成事件輸出。在MCX N係列微控製器中，兩個AOI模塊和一個可配置觸發器構成了事件生成器(EVTG)模塊。

AOImokuaiweidianjikongzhitigonglegaoxiaodejiejuefangan，keyicongzhuchuliqifenliushijianjiancehechufaqishengchengrenwu

，congerjianshaogujiankaixiaobingtigaoxitongxiangyingsudu。tongguopeizhiAOI模塊來監測位置、速度或故障狀態等各種輸入信號，開發人員可以創建自定義硬件觸發器，啟動特定的電機控製操作，而無需持續的軟件幹預。

例如，AOI模mo塊kuai能neng夠gou被bei設she定ding
，在zai滿man足zu特te定ding條tiao件jian組zu合he時shi生sheng成cheng觸chu發fa信xin號hao，例li如ru當dang電dian機ji位wei置zhi達da到dao預yu定ding閾yu值zhi且qie速su度du在zai一yi定ding範fan圍wei內nei時shi。然ran後hou，此ci觸chu發fa信xin號hao可ke用yong於yu自zi動dong調tiao整zhengPWM占空比
、更改電機換向序列或執行任何其他所需的電機控製操作。

開發人員可以利用AOI模塊的可編程邏輯
，實施複雜的控製策略，對實時事件做出快速反應


，提高整體性能和效率。AOI模塊非常靈活
，支持根據每個應用的具體要求創建自定義觸發條件，使開發人員能夠根據其機器人平台的獨有特點優化電機控製。

FRDM-MC-LVPMSM擴展板

FRDM-MC-LVPMSM擴展板

恩智浦提供的FRDM-MC-LVPMSM擴展板有助於電機控製應用的開發和原型設計。FRDM板結合了軟硬件資源，可加速設計過程。它采用shield擴展板外形設計，可與恩智浦的Freedom開發板平台無縫集成。

FRDM-MC-LVPMSM擴展板與恩智浦永磁電機控製參考軟件相結合，可提供完整的電機控製參考設計。該軟件套件包括一係列預配置電機控製算法、庫和示例項目，使開發人員能夠針對其特定的移動機器人應用快速實施和優化電機控製係統。

此擴展板采用低壓三相永磁同步電機(PMSM)，由於其高效率
、高扭矩密度和精確控製能力，廣泛用於移動機器人領域。此外，該板還包括功率模塊、電流檢測電路和編碼器接口等基本組件，為電機控製開發提供了完整的平台。

開發人員利用FRDM-MC-LVPMSM擴展板和相關參考軟件，可以顯著減少設計和驗證移動機器人電機控製係統所需的時間和精力。該板與FRDM-MCX開發平台兼容
，可實現無縫集成
，使開發人員能夠根據其特定應用要求選擇合適的微控製器。

MCUXpresso Developer Experience (MCUXpresso開發人員體驗)

恩智浦提供了低成本的FRDM開發平台
，可使用MCX快速進行原型設計。FRDM開發板具有標準規格和接頭，便於連接MCU的輸入/輸出端口
，並內置了MCU-Link調試器，帶有USB-C線纜。

恩智浦的GitHub 還允許訪問應用示例，可以使用應用代碼中心門戶 (ACH)訪問這些示例。MCUXpresso IDE和MCUXpresso for VS Code內置了ACH瀏覽功能，開發人員可以輕鬆搜索可用的演示和示例，並在直接加載項目使用之前按設備、應用技術或外設/功能進行篩選。

擴展板中心 (EBH)是NXP SDK Builder網站的擴展，開發人員可以在其中找到恩智浦及其合作夥伴提供的一係列附加板，以擴展所選評估板的功能。 該(gai)中(zhong)心(xin)提(ti)供(gong)直(zhi)觀(guan)的(de)篩(shai)選(xuan)功(gong)能(neng)
，可(ke)快(kuai)速(su)查(zha)找(zhao)板(ban)卡(ka)和(he)可(ke)用(yong)的(de)支(zhi)持(chi)軟(ruan)件(jian)。開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)將(jiang)他(ta)們(men)的(de)板(ban)與(yu)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)擴(kuo)展(zhan)板(ban)配(pei)對(dui)

，以(yi)評(ping)估(gu)特(te)定(ding)用(yong)例(li)或(huo)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)並(bing)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)原(yuan)型(xing)設(she)計(ji)。

恩智浦全麵的移動機器人電機控製解決方案

恩智浦的MCX微控製器產品組合代表了電機控製技術的重大進步，提供了一整套外設，專用於優化移動機器人應用中的電機控製。FlexPWM模塊具有較高的靈活性和可靠性
，支持精確電機控製，而正交解碼器(QDC)模塊則提供閉環控製係統所需的精確位置和速度反饋。AOI/EVTG模塊增加了一層可編程邏輯，使開發人員能夠創建自定義硬件觸發器
，並分流主處理器的事件檢測功能。

（來源：恩智浦半導體，作者：Altaf Hussain，恩智浦半導體運輸與移動細分市場市場總監）

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片、文字如涉及作品版權問題

，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

深入淺出理解輸入輸出阻抗（有案例
、好懂）

一文深入了解備用電池單元中的BMS配置

如何通過集成多路複用輸入ADC搞掂空間受限的挑戰

？

SW與電感之間的鋪銅麵積越大越好嗎？

直流式固態繼電器的工作原理和電路圖