माइक्रोसेमी UG0612 स्पीड आईडी IQ PI कंट्रोलर
माइक्रोसेमी के बारे में
माइक्रोसेमी कॉर्पोरेशन (नैस्डैक: एमएससीसी) एयरोस्पेस और रक्षा, संचार, डेटा सेंटर और औद्योगिक बाजारों के लिए सेमीकंडक्टर और सिस्टम समाधान का एक व्यापक पोर्टफोलियो प्रदान करता है। उत्पादों में उच्च-प्रदर्शन और विकिरण-कठोर एनालॉग मिश्रित-सिग्नल एकीकृत सर्किट, FPGAs, SoCs और ASICs शामिल हैं; बिजली प्रबंधन उत्पाद; समय और सिंक्रनाइज़ेशन डिवाइस और सटीक समय समाधान, समय के लिए दुनिया के मानक स्थापित करना; आवाज प्रसंस्करण उपकरण; आरएफ समाधान; असतत घटक; उद्यम भंडारण और संचार समाधान, सुरक्षा प्रौद्योगिकियां और स्केलेबल एंटी-टीampएर उत्पाद; ईथरनेट समाधान; पावर-ओवर-ईथरनेट आईसी और मिडस्पैन; साथ ही कस्टम डिजाइन क्षमताओं और सेवाओं। माइक्रोसेमी का मुख्यालय एलिसो वीजो, कैलिफोर्निया में है और वैश्विक स्तर पर इसके लगभग 4,800 कर्मचारी हैं। पर और जानें www.microsemi.com.
संशोधन इतिहास
संशोधन इतिहास दस्तावेज़ में लागू किए गए परिवर्तनों का वर्णन करता है। परिवर्तनों को संशोधन द्वारा सूचीबद्ध किया गया है, जो सबसे वर्तमान प्रकाशन से शुरू होता है।
संशोधन 3.0
इस दस्तावेज़ के संशोधन 3.0 में परिवर्तनों का सारांश निम्नलिखित है।
- दस्तावेज़ शीर्षक में IP संस्करण जोड़ा गया।
- अद्यतन चित्र 3।
- अनुभाग कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर से g_STD_IO_WIDTH कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर निकाला गया।
संशोधन 2.0
चित्र 3 तालिका 1 (एसएआर 69696) में इनपुट और आउटपुट संकेतों को अपडेट किया गया।
संशोधन 1.0
संशोधन 1.0 इस दस्तावेज़ का पहला प्रकाशन है।
परिचय
पीआई नियंत्रक पहले ऑर्डर सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला बंद लूप नियंत्रक है। पीआई नियंत्रक की बुनियादी कार्यक्षमता प्रतिक्रिया माप को संदर्भ इनपुट को ट्रैक करने के लिए है। यह अपने आउटपुट को तब तक नियंत्रित करके इस क्रिया को करता है जब तक कि रेफरेंस और फीडबैक सिग्नल के बीच त्रुटि शून्य नहीं हो जाती।
दो घटक हैं जो आउटपुट, आनुपातिक शब्द और अभिन्न शब्द में योगदान करते हैं, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है। आनुपातिक शब्द केवल त्रुटि संकेत के तात्कालिक मूल्य पर निर्भर करता है, जबकि अभिन्न शब्द त्रुटि के वर्तमान और पिछले मूल्यों पर निर्भर करता है।
निरंतर डोमेन में पीआई नियंत्रक
जीरो ऑर्डर होल्ड मेथड पर आधारित पीआई कंट्रोलर
एंटी-विंडअप और इनिशियलाइज़ेशन
व्यावहारिक मूल्यों के भीतर आउटपुट रखने के लिए पीआई नियंत्रक के पास आउटपुट की न्यूनतम और अधिकतम सीमा होती है। यदि एक गैर-शून्य त्रुटि संकेत लंबे समय तक बना रहता है, तो नियंत्रक का अभिन्न घटक बढ़ता रहता है और इसकी बिट चौड़ाई द्वारा सीमित मान तक पहुंच सकता है। इस घटना को इंटीग्रेटर विंडअप कहा जाता है और उचित गतिशील प्रतिक्रिया के लिए इससे बचा जाना चाहिए। PI नियंत्रक IP में एक स्वचालित एंटीविंडअप फ़ंक्शन होता है, जो PI नियंत्रक के संतृप्ति तक पहुंचते ही इंटीग्रेटर को सीमित कर देता है। मोटर नियंत्रण जैसे कुछ अनुप्रयोगों में, इसे सक्षम करने से पहले PI नियंत्रक को उचित मूल्य पर प्रारंभ करना महत्वपूर्ण है। पीआई को अच्छे मूल्य पर प्रारंभ करने से झटकेदार ऑपरेशन से बचा जाता है। आईपी ब्लॉक में पीआई नियंत्रक को सक्षम या अक्षम करने के लिए सक्षम इनपुट है। यदि अक्षम किया जाता है, तो आउटपुट यूनिट इनपुट के बराबर होता है और जब सक्षम किया जाता है, तो आउटपुट PI परिकलित मान होता है।
पीआई नियंत्रक का समय साझा करना
फील्ड ओरिएंटेड कंट्रोल (FOC) एल्गोरिथम में, स्पीड, d-एक्सिस करंट Id और q-एक्सिस करंट Iq के लिए तीन PI कंट्रोलर हैं। एक PI नियंत्रक का इनपुट दूसरे PI नियंत्रक के आउटपुट पर निर्भर करता है और इसलिए उन्हें क्रमिक रूप से निष्पादित किया जाता है। किसी भी समय, ऑपरेशन में पीआई नियंत्रक का केवल एक उदाहरण होता है। इसलिए, तीन व्यक्तिगत पीआई नियंत्रकों का उपयोग करने के बजाय, संसाधनों के इष्टतम उपयोग के लिए स्पीड, आईडी और आईक्यू के लिए एकल पीआई नियंत्रक का समय साझा किया जाता है। Speed_Id_Iq_PI मॉड्यूल प्रत्येक गति, Id और Iq के लिए प्रारंभ और किए गए संकेतों के माध्यम से PI नियंत्रक को साझा करने की अनुमति देता है। ट्यूनिंग पैरामीटर केपी, की, और नियंत्रक के प्रत्येक उदाहरण की न्यूनतम और अधिकतम सीमा को संबंधित इनपुट के माध्यम से स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
हार्डवेयर कार्यान्वयन
निम्नलिखित आंकड़ा स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक के ब्लॉक आरेख को दर्शाता है।
स्पीड आईडी IQ PI कंट्रोलर का सिस्टम-लेवल ब्लॉक डायग्राम
नोट: स्पीड आईडी आईक्यू पीआई कंट्रोलर तीन मात्राओं-डी-एक्सिस करंट, क्यू-एक्सिस करंट और मोटर स्पीड के लिए पीआई कंट्रोलर एल्गोरिदम को निष्पादित करता है। ब्लॉक को हार्डवेयर संसाधन उपयोग को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ब्लॉक पीआई नियंत्रक एल्गोरिदम को एक समय में एक पैरामीटर के लिए चलाने की अनुमति देता है।
इनपुट और आउटपुट
निम्न तालिका स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक के इनपुट और आउटपुट पोर्ट को सूचीबद्ध करती है।
स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक के इनपुट और आउटपुट पोर्ट:
| संकेत नाम | नेतृत्व | विवरण |
| रीसेट_i | निवेश | सक्रिय कम तुल्यकालिक रीसेट संकेत। |
| sys_clk_i | निवेश | सिस्टम की घड़ी। |
| speed_en_i | निवेश | स्पीड पीआई के लिए सिग्नल सक्षम करें। जब 1 पर सेट किया जाता है, तो सामान्य PI कंट्रोलर ऑपरेशन होता है। जब 0 (शून्य) पर सेट किया जाता है, तो PI नियंत्रक आउटपुट speed_init_i इनपुट पर उपलब्ध मान पर नियत होता है। |
| clear_buffer_i | निवेश | मोटर बंद होने पर आंतरिक बफर साफ़ करता है। |
| idq_hi_i | निवेश | आईडी और आईक्यू पीआई के लिए सिग्नल सक्षम करें: जब 1 पर सेट किया जाता है, तो सामान्य पीआई नियंत्रक ऑपरेशन होता है जब 0 (शून्य) पर सेट किया जाता है, तो पीआई नियंत्रक आउटपुट क्रमशः id_init_i और iq_init_i इनपुट पर उपलब्ध मान पर तय होता है। |
| speed_pi_start_i | निवेश | स्पीड पीआई के लिए सिग्नल शुरू करें। |
| idpi_start_i | निवेश | Id PI के लिए प्रारंभ संकेत। |
| iqpi_start_i | निवेश | Iq PI के लिए प्रारंभ संकेत। |
| speed_init_i | निवेश | स्पीड पीआई के लिए प्रारंभिक मूल्य। |
| iq_init_i | निवेश | Iq PI के लिए प्रारंभिक मूल्य। |
| id_init_i | निवेश | आईडी पीआई के लिए प्रारंभिक मूल्य। |
| speed_pi_ref_input_i | निवेश | स्पीड पीआई संदर्भ इनपुट। |
| speed_pi_act_input_i | निवेश | स्पीड पीआई प्रतिक्रिया माप इनपुट। |
| speed_pi_kp_i | निवेश | स्पीड पीआई के लिए आनुपातिक लाभ (केपी)। |
| speed_pi_ki_i | निवेश | स्पीड पीआई के लिए इंटीग्रल गेन (की)। |
| speed_pi_ymax_i | निवेश | गति PI नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी दहलीज)। |
| speed_pi_ymin_i | निवेश | गति पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली सीमा)। |
| id_pi_ref_input_i | निवेश | आईडी पीआई संदर्भ इनपुट। |
| id_pi_act_input_i | निवेश | आईडी पीआई प्रतिक्रिया माप इनपुट। |
| आईडी_पीआई_केपी_आई | निवेश | आईडी पीआई के लिए आनुपातिक लाभ (केपी)। |
| id_pi_ki_i | निवेश | आईडी पीआई के लिए इंटीग्रल गेन (की)। |
| idq_pi_ymax_i | निवेश | वर्तमान पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी सीमा)। |
| idq_pi_ymin_i | निवेश | वर्तमान पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली सीमा)। |
| iq_pi_ref_input_i | निवेश | इक पीआई संदर्भ इनपुट। |
| iq_pi_act_input_i | निवेश | आईक्यू पीआई प्रतिक्रिया माप इनपुट। |
| iq_pi_kp_i | निवेश | Iq PI के लिए आनुपातिक लाभ (Kp)। |
| iq_pi_ki_i | निवेश | Iq PI के लिए इंटीग्रल गेन (Ki)। |
| idq_pi_ymax_i | निवेश | वर्तमान पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी सीमा)। |
| idq_pi_ymin_i | निवेश | वर्तमान पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली सीमा)। |
| speed_pi_done_o | उत्पादन | स्पीड पीआई गणना पूर्ण होने का संकेत देता है। एक प्रणाली घड़ी चक्र के लिए उच्च। |
| id_pi_done_o | उत्पादन | Id PI गणना पूर्ण होने का संकेत देता है। एक प्रणाली घड़ी चक्र के लिए उच्च। |
| संकेत नाम | नेतृत्व | विवरण |
| iq_pi_done_o | उत्पादन | Iq PI गणना पूर्ण होने का संकेत देता है। एक प्रणाली घड़ी चक्र के लिए उच्च। |
| speed_pi_output_y_o | उत्पादन | स्पीड पीआई गणना आउटपुट। |
| id_pi_output_y_o | उत्पादन | आईडी पीआई गणना आउटपुट। |
| iq_pi_output_y_o | उत्पादन | इक पीआई संगणना आउटपुट। |
विन्यास पैरामीटर
निम्न तालिका स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक के हार्डवेयर कार्यान्वयन में उपयोग किए जाने वाले कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर को दिखाती है। यह पैरामीटर एक सामान्य है और आवेदन की आवश्यकता के आधार पर भिन्न हो सकता है।
स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक का कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर:
समय आरेख
निम्नलिखित आंकड़ा स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का समय आरेख दिखाता है। निम्नलिखित संकेत स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक के इनपुट और आउटपुट पोर्ट के एक सेट के अनुरूप हैं।
पीआई नियंत्रक का समय आरेख:
संसाधन प्रयोग
स्पीड आईडी IQ PI कंट्रोलर को SmartFusion®2 सिस्टम-ऑन-चिप (SoC) फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे (FPGA) डिवाइस पर लागू किया गया है। निम्न तालिका संश्लेषण के बाद संसाधन उपयोग रिपोर्ट को सूचीबद्ध करती है।
स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का संसाधन उपयोग:
| सेल उपयोग | विवरण |
| अनुक्रमिक तत्व | 410 |
| संयोजन तर्क | 630 |
| MACC | 1 |
| राम1kx18 | 0 |
| रैम64x18 | 0 |
गारंटी
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दस्तावेज़ / संसाधन
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माइक्रोसेमी UG0612 स्पीड आईडी IQ PI कंट्रोलर [पीडीएफ] उपयोगकर्ता गाइड UG0612 स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक, UG0612, स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक, आईडी IQ PI नियंत्रक, नियंत्रक |
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