माइक्रोसेमी UG0612 स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक
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, एफपीजीए, एसओसी और एएसआईसी शामिल हैं; बिजली प्रबंधन उत्पाद; समय और तुल्यकालन उपकरण और सटीक समय समाधान, समय के लिए विश्व 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 के अनुसार सूचीबद्ध किया गया है, जो सबसे हालिया 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.
- अद्यतनित चित्र 3.
- अनुभाग कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर से g_STD_IO_WIDTH कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर हटा दिया गया।
संशोधन 2.0
चित्र 3 तालिका 1 (SAR 69696) में इनपुट और आउटपुट सिग्नल को अपडेट किया गया।
संशोधन 1.0
संशोधन 1.0 इस दस्तावेज़ का पहला प्रकाशन है।
परिचय
PI नियंत्रक एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला बंद लूप नियंत्रक है जो प्रथम क्रम प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। PI नियंत्रक की मूल कार्यक्षमता फीडबैक माप को संदर्भ इनपुट को ट्रैक करने के लिए बनाना है। यह संदर्भ और फीडबैक संकेतों के बीच त्रुटि शून्य होने तक अपने आउटपुट को नियंत्रित करके यह कार्य करता है।
आउटपुट में योगदान देने वाले दो घटक हैं, आनुपातिक शब्द और अभिन्न शब्द, 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।
सतत डोमेन में PI नियंत्रक
शून्य ऑर्डर होल्ड विधि पर आधारित पीआई नियंत्रक
एंटी-वाइंडअप और इनिशियलाइज़ेशन
आउटपुट को व्यावहारिक मूल्यों के भीतर रखने के लिए, PI कंट्रोलर में आउटपुट की न्यूनतम और अधिकतम सीमाएँ होती हैं। यदि कोई शून्येतर त्रुटि संकेत लंबे समय तक बना रहता है, तो कंट्रोलर का अभिन्न घटक बढ़ता रहता है और इसकी बिट चौड़ाई द्वारा सीमित मूल्य तक पहुँच सकता है। इस घटना को इंटीग्रेटर विंडअप कहा जाता है और उचित गतिशील प्रतिक्रिया के लिए इसे टाला जाना चाहिए। PI कंट्रोलर IP में एक स्वचालित एंटीविंडअप फ़ंक्शन होता है, जो PI कंट्रोलर के संतृप्ति पर पहुँचते 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। PI को एक अच्छे मूल्य पर प्रारंभ करने से झटकेदार संचालन से बचा जाता है।
पीआई नियंत्रक का समय साझाकरण
फील्ड ओरिएंटेड कंट्रोल (FOC) एल्गोरिदम में, स्पीड, d-एक्सिस करंट Id और q-एक्सिस करंट Iq के लिए तीन PI कंट्रोलर हैं। एक PI कंट्रोलर का इनपुट दूसरे PI कंट्रोलर के आउटपुट पर निर्भर करता है और इसलिए उन्हें क्रमिक रूप से निष्पादित किया जाता है। किसी भी क्षण, संचालन में PI कंट्रोलर का केवल एक उदाहरण होता है। इसलिए, तीन अलग-अलग PI कंट्रोलर का उपयोग करने के बजाय, संसाधनों के इष्टतम उपयोग के लिए स्पीड, Id और Iq के लिए एकल PI कंट्रोलर का समय साझा किया जाता है। Speed_Id_Iq_PI मॉड्यूल स्पीड, Id और Iq में से प्रत्येक के लिए स्टार्ट और डन सिग्नल के माध्यम से PI कंट्रोलर को साझा करने की अनुमति देता है। नियंत्रक के प्रत्येक उदाहरण के ट्यूनिंग पैरामीटर Kp, Ki और न्यूनतम और अधिकतम सीमाओं को संबंधित इनपुट के माध्यम से स्वतंत्र रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
हार्डवेयर कार्यान्वयन
निम्नलिखित चित्र स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का ब्लॉक आरेख दिखाता है।
स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का सिस्टम-स्तरीय ब्लॉक आरेख
टिप्पणी: स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक तीन मात्राओं के लिए एक पीआई नियंत्रक एल्गोरिदम निष्पादित करता है - डी-अक्ष धारा, क्यू-अक्ष धारा, और मोटर गति। 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:
| सिग्नल का नाम | दिशा | विवरण |
| रीसेट_i | इनपुट | सक्रिय कम तुल्यकालिक रीसेट संकेत. |
| sys_clk_i | इनपुट | सिस्टम की घड़ी। |
| गति_en_i | इनपुट | गति PI के लिए संकेत सक्षम करें. जब 1 पर सेट किया जाता है, तो सामान्य PI नियंत्रक संचालन होता है। जब 0 (शून्य) पर सेट किया जाता है, तो PI नियंत्रक आउटपुट speed_init_i इनपुट पर उपलब्ध मान पर तय होता है। |
| Clear_buffer_i | इनपुट | मोटर बंद होने पर आंतरिक बफ़र्स को साफ़ करता है। |
| idq_en_i | इनपुट | Id और Iq PI के लिए सक्षम सिग्नल: जब 1 पर सेट किया जाता है, तो सामान्य PI नियंत्रक संचालन होता है जब 0 (शून्य) पर सेट किया जाता है, तो PI नियंत्रक आउटपुट क्रमशः id_init_i और iq_init_i इनपुट पर उपलब्ध मान पर तय होता है। |
| स्पीड_पीआई_स्टार्ट_आई | इनपुट | गति PI के लिए प्रारंभ संकेत. |
| idpi_स्टार्ट_i | इनपुट | आईडी पीआई के लिए प्रारंभ संकेत. |
| iqpi_स्टार्ट_i | इनपुट | Iq PI के लिए प्रारंभिक संकेत. |
| गति_प्रारंभ_i | इनपुट | गति PI के लिए आरंभिक मान. |
| iq_init_i | इनपुट | IQ PI के लिए आरंभीकरण मान. |
| id_init_i | इनपुट | आईडी PI के लिए आरंभीकरण मान. |
| स्पीड_pi_ref_input_i | इनपुट | गति PI संदर्भ इनपुट. |
| स्पीड_पीआई_एक्ट_इनपुट_आई | इनपुट | गति पीआई प्रतिक्रिया माप इनपुट. |
| स्पीड_पीआई_केपी_आई | इनपुट | गति PI के लिए आनुपातिक लाभ (Kp). |
| स्पीड_पी_की_आई | इनपुट | गति PI के लिए समाकलन लाभ (Ki). |
| स्पीड_pi_ymax_i | इनपुट | गति पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी दहलीज)। |
| गति_pi_ymin_i | इनपुट | गति पीआई नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली दहलीज)। |
| id_pi_ref_input_i | इनपुट | आईडी पीआई संदर्भ इनपुट. |
| id_pi_act_input_i | इनपुट | आईडी पीआई प्रतिक्रिया माप इनपुट. |
| id_pi_kp_i | इनपुट | आईडी पीआई के लिए आनुपातिक लाभ (केपी)। |
| id_pi_ki_i | इनपुट | आईडी पीआई के लिए इंटीग्रल लाभ (Ki)। |
| idq_pi_ymax_i | इनपुट | वर्तमान PI नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी दहलीज)। |
| idq_pi_ymin_i | इनपुट | वर्तमान PI नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली दहलीज)। |
| iq_pi_ref_input_i | इनपुट | Iq PI संदर्भ इनपुट. |
| iq_pi_act_input_i | इनपुट | Iq PI फीडबैक माप इनपुट. |
| iq_pi_kp_i | इनपुट | Iq PI के लिए आनुपातिक लाभ (Kp)। |
| iq_pi_ki_i | इनपुट | Iq PI के लिए इंटीग्रल लाभ (Ki). |
| idq_pi_ymax_i | इनपुट | वर्तमान PI नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (ऊपरी दहलीज)। |
| idq_pi_ymin_i | इनपुट | वर्तमान PI नियंत्रक की संतृप्ति सीमा (निचली दहलीज)। |
| स्पीड_पीआई_डन_ओ | उत्पादन | स्पीड PI गणना पूर्ण होने का संकेत देता है। एक सिस्टम क्लॉक चक्र के लिए उच्च। |
| id_pi_done_o | उत्पादन | यह इंगित करता है कि Id PI गणना पूरी हो गई है। एक सिस्टम क्लॉक चक्र के लिए उच्च। |
| सिग्नल का नाम | दिशा | विवरण |
| iq_pi_done_o | उत्पादन | Iq PI गणना पूर्ण होने का संकेत देता है। एक सिस्टम क्लॉक चक्र के लिए उच्च। |
| स्पीड_पीआई_आउटपुट_वाई_ओ | उत्पादन | गति पीआई गणना आउटपुट. |
| id_pi_output_y_o | उत्पादन | आईडी पीआई गणना आउटपुट. |
| iq_pi_output_y_o | उत्पादन | Iq PI गणना आउटपुट. |
विन्यास पैरामीटर
निम्न तालिका स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक के हार्डवेयर कार्यान्वयन में उपयोग किए जाने वाले कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर को दर्शाती है। यह पैरामीटर सामान्य है और इसे एप्लिकेशन की आवश्यकता के आधार पर बदला जा सकता है।
स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर:
समय आरेख
निम्न चित्र स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक का समय आरेख दिखाता है। निम्नलिखित सिग्नल स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक के इनपुट और आउटपुट पोर्ट के एक सेट के अनुरूप हैं।
पीआई नियंत्रक का समय आरेख:
संसाधन उपयोग
स्पीड आईडी आईक्यू पीआई कंट्रोलर को स्मार्टफ्यूजन®2 सिस्टम-ऑन-चिप (एसओसी) फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे (एफपीजीए) 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 |
| एमएसीसी | 1 |
| राम1kx18 | 0 |
| रैम64x18 | 0 |
गारंटी
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दस्तावेज़ / संसाधन
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माइक्रोसेमी UG0612 स्पीड आईडी IQ PI नियंत्रक [पीडीएफ] उपयोगकर्ता गाइड UG0612 स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक, UG0612, स्पीड आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक, आईडी आईक्यू पीआई नियंत्रक, नियंत्रक |
