MICROCHIP v4.2 Speed ID IQ PI-controller Gebruikershandleiding

De PI-controller is een veelgebruikte closed-loop controller voor het aansturen van een eerste orde systeem. De basisfunctionaliteit van een PI-regelaar is het uitvoeren van de feedbackmeting om de referentie-ingang te volgen. De PI-controller voert deze actie uit en regelt de uitvoer totdat de fout tussen de referentie- en feedbacksignalen nul wordt.

Er zijn twee componenten die bijdragen aan de output: de proportionele term en de integrale term, zoals weergegeven in de volgende afbeelding. De proportionele term hangt alleen af van de momentane waarde van het foutsignaal, terwijl de integrale term afhangt van de huidige en eerdere waarden van een fout.

Figuur 1. PI-controller in continu domein

Waar,
y (t) = PI-regelaaruitgang
e (t) = referentie (t) – feedback (t) is de fout tussen referentie en feedback
Om de PI-controller in het digitale domein te implementeren, moet deze gediscretiseerd worden. De gediscretiseerde vorm van de PI-controller op basis van de zero-order hold-methode wordt weergegeven in de volgende afbeelding.

Figuur 2. PI-controller gebaseerd op de Zero Order Hold-methode

Samenvatting

Functies (Stel een vraag)
De Speed ID IQ PI-controller heeft de volgende belangrijke kenmerken:

Berekent de stroom op de d-as, de stroom op de q-as en het motortoerental

Het algoritme van de PI-controller wordt voor één parameter tegelijk uitgevoerd
Automatische anti-opwind- en initialisatiefuncties zijn inbegrepen

Implementatie van IP Core in Libero Design Suite (Stel een vraag)
IP-kern moet worden geïnstalleerd in de IP-catalogus van de Libero SoC-software. Dit gebeurt automatisch via de IP Catalog-updatefunctie in de Libero SoC-software, of de IP-kern kan handmatig uit de catalogus worden gedownload. Zodra de IP-kern is geïnstalleerd in de IP-catalogus van de Libero SoC-software, kan de kern worden geconfigureerd, gegenereerd en geïnstantieerd binnen de SmartDesign-tool voor opname in de Libero-projectlijst.

Apparaatgebruik en prestaties

(Een vraag stellen)

De volgende tabel geeft een overzicht van het apparaatgebruik dat wordt gebruikt voor de Speed ID IQ PI-controller.
Tabel 1. Gebruik van Speed ID IQ PI-controller

Belangrijk:

De gegevens in de voorgaande tabel worden vastgelegd met behulp van typische synthese- en lay-outinstellingen. De CDR-referentieklokbron is ingesteld op Dedicated, terwijl andere configuratorwaarden ongewijzigd blijven.

De klok is beperkt tot 200 MHz tijdens het uitvoeren van de timinganalyse om de prestatiecijfers te behalen.

1. Functionele beschrijving (Stel een vraag)

In dit gedeelte worden de implementatiedetails van de Speed ID IQ PI-controller beschreven.
De volgende afbeelding toont het blokschema op systeemniveau van de Speed ID IQ PI-controller.
Figuur 1-1. Blokdiagram op systeemniveau van Speed ID IQ PI-controller

Opmerking: De Speed ID IQ PI-controller voert een PI-controlleralgoritme uit voor drie grootheden: d-asstroom, q-asstroom en motorsnelheid. Het blok is ontworpen om het gebruik van hardwarebronnen te minimaliseren. Met dit blok kan het algoritme van de PI-controller voor één parameter tegelijk worden uitgevoerd.

1.1 Anti-opwinding en initialisatie (Stel een vraag)
De PI-controller heeft minimum- en maximumlimieten voor de output om de output binnen praktische waarden te houden. Als een foutsignaal dat niet nul is, lange tijd aanhoudt, blijft de integrale component van de controller toenemen en kan deze een waarde bereiken die wordt beperkt door de bitbreedte. Dit fenomeen wordt integratoropwinding genoemd en moet worden vermeden om een goede dynamische respons te verkrijgen. De PI-controller IP beschikt over een automatische anti-opwindfunctie, die de integrator begrenst zodra de PI-controller verzadiging bereikt.

Bij bepaalde toepassingen, zoals bij motorbesturing, is het belangrijk om de PI-regelaar op een juiste waarde te initialiseren voordat deze wordt ingeschakeld. Door de PI-regelaar op een goede waarde te initialiseren, worden schokkerige handelingen vermeden. Het IP-blok heeft een vrijgave-ingang om de PI-controller in of uit te schakelen. Indien uitgeschakeld, is de uitvoer gelijk aan de invoer van de unit, en als deze optie is ingeschakeld,
de uitvoer is de berekende PI-waarde.

1.2 Timesharing van PI-controller (Stel een vraag)
In het Field Oriented Control (FOC)-algoritme zijn er drie PI-controllers voor snelheid, stroom-ID op de d-as en stroom Iq op de q-as. De input van de ene PI-controller is afhankelijk van de output van de andere PI-controller en daarom worden ze sequentieel uitgevoerd. Op elk moment is er slechts één exemplaar van de PI-controller in bedrijf. Als gevolg hiervan wordt, in plaats van drie afzonderlijke PI-controllers te gebruiken, een enkele PI-controller in de tijd gedeeld voor Snelheid, Id en Iq voor optimaal gebruik van bronnen.

De Speed_Id_Iq_PI-module maakt het delen van de PI-controller mogelijk via de start- en klaar-signalen voor elk van Speed, Id en Iq. De afstemmingsparameters Kp, Ki en minimum- en maximumlimieten van elke instantie van een controller kunnen onafhankelijk worden geconfigureerd via overeenkomstige ingangen.

2. Snelheids-ID IQ PI-controllerparameters en interfacesignalen (Stel een vraag)

In deze sectie worden de parameters in de Speed ID IQ PI Controller GUI-configurator en I/O-signalen besproken.

2.1 Configuratie-instellingen (stel een vraag)
De volgende tabel bevat de beschrijving van de configuratieparameters die worden gebruikt bij de hardware-implementatie van de Speed ID IQ PI-controller. Dit zijn algemene parameters en kunnen worden gevarieerd afhankelijk van de vereisten van de toepassing.

Tabel 2-1. Configuratieparameter

2.2 Ingangs- en uitgangssignalen (Stel een vraag)
De volgende tabel vermeldt de invoer- en uitvoerpoorten van de Speed ID IQ PI-controller.

Tabel 2-2. Ingangen en uitgangen van Speed ID IQ PI-controller

3. Timingdiagrammen (stel een vraag)

In dit gedeelte worden de timingdiagrammen van de Speed ID IQ PI-controller besproken.
De volgende afbeelding toont het timingdiagram van de Speed ID IQ PI-controller.

Figuur 3-1. Snelheids-ID IQ PI-controller timingdiagram

4. Testbank

(Een vraag stellen)
Er wordt een uniforme testbank gebruikt om de Speed ID IQ PI-controller, ook wel gebruikerstestbank genoemd, te verifiëren en testen. Er is een testbank beschikbaar om de functionaliteit van de Speed ID IQ PI Controller IP te controleren.

4.1 Simulatie (Stel een vraag)
In de volgende stappen wordt beschreven hoe u de kern kunt simuleren met behulp van de testbank:
1. Ga naar het tabblad Libero SoC Catalog, vouw Solutions-MotorControl uit, dubbelklik op Speed ID IQ PI Controller en klik vervolgens op OK. De documentatie die verband houdt met het IP-adres wordt vermeld onder Documentatie.

Belangrijk: Als u het tabblad Catalogus niet ziet, navigeert u naar View > Windows-menu en klik op Catalogus om het zichtbaar te maken.

Figuur 4-1. Speed ID IQ PI-controller IP Core in Libero SoC-catalogus

2. Selecteer op het tabblad Stimulushiërarchie de testbench (speed_id_iq_pi_controller_tb.v), klik met de rechtermuisknop en klik vervolgens op Pre-Synth-ontwerp simuleren > Interactief openen.
Belangrijk: Als u het tabblad Stimulushiërarchie niet ziet, navigeert u naar View > Windows-menu en klik op Stimulushiërarchie om het zichtbaar te maken.

Figuur 4-2. Pre-syntheseontwerp simuleren

ModelSim opent met de testbench file, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

Figuur 4-3. Venster ModelSim-simulatie

Belangrijk: Als de simulatie wordt onderbroken vanwege de runtimelimiet die is opgegeven in het bestand .do file, gebruik de opdracht run -all om de simulatie te voltooien.

5. Revisiegeschiedenis (Stel een vraag)

De revisiegeschiedenis beschrijft de wijzigingen die in het document zijn doorgevoerd. De wijzigingen worden per revisie weergegeven, beginnend met de meest recente publicatie.

Tabel 5-1. Revisie geschiedenis

Microchip FPGA-ondersteuning

(Een vraag stellen)

De Microchip FPGA-productgroep ondersteunt zijn producten met diverse ondersteunende diensten, waaronder klantenservice,
Klanttechnisch ondersteuningscentrum, a webvestiging en wereldwijde verkoopkantoren. Klanten wordt aangeraden de online bronnen van Microchip te bezoeken voordat ze contact opnemen met de ondersteuning, aangezien het zeer waarschijnlijk is dat hun vragen al zijn beantwoord.

Neem contact op met het technische ondersteuningscentrum via de webwebsite op www.microchip.com/support. Vermeld het onderdeelnummer van het FPGA-apparaat, selecteer de juiste kastcategorie en upload het ontwerp files tijdens het maken van een technische ondersteuningsaanvraag. Neem contact op met de klantenservice voor niet-technische productondersteuning, zoals productprijzen, productupgrades, update-informatie, bestelstatus en autorisatie.

Vanuit Noord-Amerika belt u 800.262.1060
Vanuit de rest van de wereld belt u 650.318.4460
Fax, overal ter wereld, 650.318.8044

Microchip-informatie

(Een vraag stellen)

de microchip Website (Stel een vraag)
Microchip biedt online ondersteuning via onze webwebsite op www.microchip.com/. Dit website wordt gebruikt om te maken files en informatie die gemakkelijk beschikbaar is voor klanten. Enkele van de beschikbare content omvat:

Productondersteuning - Gegevensbladen en errata, toepassingsnotities en sample-programma's, ontwerpbronnen, gebruikershandleidingen en hardware-ondersteuningsdocumenten, nieuwste softwareversies en gearchiveerde software
Algemene technische ondersteuning – veelgestelde vragen (FAQ's), verzoeken om technische ondersteuning, online discussiegroepen, lijst met leden van het Microchip-ontwerppartnerprogramma
Business of Microchip – Productselector en bestelgidsen, nieuwste Microchip-persberichten, overzicht van seminars en evenementen, overzichten van Microchip-verkoopkantoren, distributeurs en fabrieksvertegenwoordigers

Meldingsservice voor productwijzigingen

(Een vraag stellen)

De meldingsservice voor productwijzigingen van Microchip helpt klanten op de hoogte te blijven van Microchip-producten. Abonnees ontvangen een e-mailmelding wanneer er wijzigingen, updates, revisies of fouten zijn met betrekking tot een specifieke productfamilie of ontwikkelingstool die van belang is.

Om u te registreren, gaat u naar www.microchip.com/pcn en volgt u de registratie-instructies.

Klantenservice (Stel een vraag)

Gebruikers van Microchip-producten kunnen via verschillende kanalen hulp krijgen:

Distributeur of vertegenwoordiger
Lokaal verkoopkantoor
Embedded Solutions Engineer (ESE)

Technische ondersteuning

Klanten dienen contact op te nemen met hun distributeur, vertegenwoordiger of ESE voor ondersteuning. Lokale verkoopkantoren zijn ook beschikbaar om klanten te helpen. Een lijst met verkoopkantoren en locaties is opgenomen in dit document.

Technische ondersteuning is beschikbaar via de webwebsite op: www.microchip.com/support

Codebeveiligingsfunctie voor microchip-apparaten (Stel een vraag)

Let op de volgende details over de codebeveiligingsfunctie op Microchip-producten:

Microchipproducten voldoen aan de specificaties die in het betreffende Microchip-gegevensblad staan.

Microchip is ervan overtuigd dat haar productfamilie veilig is wanneer deze op de beoogde manier, binnen de operationele specificaties en onder normale omstandigheden wordt gebruikt.
Microchip waardeert en beschermt zijn intellectuele eigendomsrechten op agressieve wijze. Pogingen om de codebeschermingsfuncties van het Microchip-product te schenden, zijn ten strengste verboden en kunnen in strijd zijn met de Digital Millennium Copyright Act.
Noch Microchip, noch enige andere fabrikant van halfgeleiders kan de veiligheid van zijn code garanderen. Codebescherming betekent niet dat wij garanderen dat het product "onbreekbaar" is. Codebescherming is voortdurend in ontwikkeling. Microchip streeft ernaar de codebeschermingsfuncties van onze producten voortdurend te verbeteren.

Juridische kennisgeving

(Een vraag stellen)

Deze publicatie en de informatie hierin mogen alleen worden gebruikt met Microchip-producten, inclusief voor het ontwerpen, testen en integreren van Microchip-producten met uw toepassing. Gebruik van deze informatie op enige andere wijze is in strijd met deze voorwaarden. Informatie over apparaattoepassingen wordt alleen voor uw gemak verstrekt en kan worden vervangen door updates. Het is uw verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat uw toepassing aan uw specificaties voldoet. Neem contact op met uw plaatselijke Microchip-verkoopkantoor voor aanvullende ondersteuning of verkrijg aanvullende ondersteuning op www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.

DEZE INFORMATIE WORDT DOOR MICROCHIP GELEVERD "ZOALS HET IS". MICROCHIP GEEFT GEEN ENKELE VERKLARING OF GARANTIE VAN WELKE AARD DAN OOK, EXPLICIET OF IMPLICIET, SCHRIFTELIJK OF MONDELING, WETTELIJK OF ANDERSZINS, MET BETREKKING TOT DE INFORMATIE, INCLUSIEF MAAR NIET BEPERKT TOT ENIGE IMPLICIETE GARANTIES VAN NIET-INBREUK, VERKOOPBAARHEID EN GESCHIKTHEID VOOR EEN BEPAALD DOEL, OF GARANTIES MET BETREKKING TOT DE STAAT, KWALITEIT OF PRESTATIES ERVAN.

MICROCHIP IS IN GEEN GEVAL AANSPRAKELIJK VOOR ENIGE INDIRECTE, SPECIALE, PUNITIEVE, INCIDENTELE OF GEVOLGSCHADE, KOSTEN OF UITGAVEN VAN WELKE AARD DAN OOK IN VERBAND MET DE INFORMATIE OF HET GEBRUIK ERVAN, ONGEACHT DE OORZAAK, ZELFS ALS MICROCHIP OP DE HOOGTE IS GESTELD VAN DE MOGELIJKHEID OF ALS DE SCHADE VOORZIENBAAR IS. VOOR ZOVER TOEGESTAAN DOOR DE WET, ZAL DE TOTALE AANSPRAKELIJKHEID VAN MICROCHIP VOOR ALLE CLAIMS DIE OP ENIGERLEI WIJZE GERELATEERD ZIJN AAN DE INFORMATIE OF HET GEBRUIK ERVAN, HET BEDRAG VAN DE EVENTUELE KOSTEN DIE U RECHTSTREEKS AAN MICROCHIP HEBT BETAALD VOOR DE INFORMATIE, NIET OVERSCHRIJDEN.

Het gebruik van Microchip-apparaten in levensondersteunings- en/of veiligheidstoepassingen is geheel voor eigen risico van de koper, en de koper stemt ermee in Microchip te verdedigen, schadeloos te stellen en te vrijwaren van alle schade, claims, rechtszaken of kosten die voortvloeien uit dergelijk gebruik. Er worden geen licenties, impliciet of anderszins, overgedragen onder de intellectuele eigendomsrechten van Microchip, tenzij anders vermeld.

Handelsmerken

(Een vraag stellen)
De naam en het logo van Microchip, het Microchip-logo, Adaptec, AVR, AVR-logo, AVR Freaks, BesTime, BitCloud,
CryptoMemory, CryptoRF, dsPIC, flexPWR, HELDO, IGLOO, JukeBlox, KeeLoq, Kleer, LANCheck, LinkMD,
maXStylus, maXTouch, MediaLB, megaAVR, Microsemi, Microsemi-logo, MOST, MOST-logo, MPLAB, OptoLyzer,
PIC, picoPower, PICSTART, PIC32-logo, PolarFire, Prochip Designer, QTouch, SAM-BA, SenGenuity, SpyNIC, SST,
SST-logo, SuperFlash, Symmetricom, SyncServer, Tachyon, TimeSource, tinyAVR, UNI/O, Vectron en XMEGA zijn
geregistreerde handelsmerken van Microchip Technology Incorporated in de VS en andere landen.

AgileSwitch, APT, ClockWorks, The Embedded Control Solutions Company, EtherSynch, Flashtec, Hypersnelheid
Controle, HyperLight Load, Libero, motorBench, mTouch, Powermite 3, Precision Edge, ProASIC, ProASIC Plus,
ProASIC Plus-logo, Quiet-Wire, SmartFusion, SyncWorld, Temux, TimeCesium, TimeHub, TimePictra, TimeProvider,
TrueTime en ZL zijn geregistreerde handelsmerken van Microchip Technology Incorporated in de VS

Onderdrukking van aangrenzende toetsen, AKS, analoog-voor-het-digitaal tijdperk, elke condensator, AnyIn, AnyOut, Augmented Switching,
BlueSky, BodyCom, Clockstudio, CodeGuard, CryptoAuthenticatie, CryptoAutomotive, CryptoCompanion,
CryptoController, dsPICDEM, dsPICDEM.net, dynamische gemiddelde matching, DAM, ECAN, Espresso T1S,

EtherGREEN, GridTime, IdealBridge, seriële programmering in het circuit, ICSP, INICnet, intelligente parallelschakeling, IntelliMOS,
Inter-chip connectiviteit, JitterBlocker, Knop-op-display, KoD, maxCrypto, maxView, memBrain, Mindi, MiWi, MPASM,
MPF, MPLAB-gecertificeerd logo, MPLIB, MPLINK, MultiTRAK, NetDetach, Alwetende codegeneratie, PICDEM,
PICDEM.net, PICkit, PICtail, PowerSmart, PureSilicon, QMatrix, REAL ICE, Ripple Blocker, RTAX, RTG4, SAM ICE, Seriële Quad I/O, simpleMAP, SimpliPHY, SmartBuffer, SmartHLS, SMART-IS, storClad, SQI, SuperSwitcher ,
SuperSwitcher II, Switchtec, SynchroPHY, Totaal uithoudingsvermogen, Vertrouwde tijd, TSHARC, USBCheck, VariSense,
VectorBlox, VeriPHY, ViewSpan, WiperLock, XpressConnect en ZENA zijn handelsmerken van Microchip Technology

Opgenomen in de VS en andere landen.
SQTP is een servicemerk van Microchip Technology Incorporated in de VS.
Het Adaptec-logo, Frequency on Demand, Silicon Storage Technology en Symmcom zijn gedeponeerde handelsmerken van Microchip Technology Inc. in andere landen.
GestIC is een geregistreerd handelsmerk van Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG, een dochteronderneming van Microchip Technology Inc., in andere landen.
Alle andere hierin genoemde handelsmerken zijn eigendom van hun respectievelijke bedrijven.
© 2023, Microchip Technology Incorporated en haar dochterondernemingen. Alle rechten voorbehouden.
ISBN: 978-1-6683-2179-9

Kwaliteitsmanagementsysteem

(Een vraag stellen)
Ga voor informatie over de kwaliteitsmanagementsystemen van Microchip naar www.microchip.com/quality.

Wereldwijde verkoop en service

Lees meer over deze handleiding en download PDF:

Documenten / Bronnen

MICROCHIP v4.2 Speed ID IQ PI-controller [pdf] Gebruikershandleiding
v4.2 Snelheids-ID IQ PI-controller, v4.2, Snelheids-ID IQ PI-controller, IQ PI-controller, PI-controller, Controller

Referenties

Gebruiksaanwijzing