MCUs als Steuerung

Die MCUs der TXZ4-Serie von Toshiba sind unter anderem für den Einsatz in Haushaltsgeräten ausgelegt, insbesondere wenn der Standard IEC 60730 einzuhalten ist. Speicher- und Prozessortests sind wesentlich einfacher zu implementieren, da die Antriebssteuerung quasi autonom ist und viel Prozessorzeit für andere Aufgaben übrig bleibt. Dazu zählt auch das Einbinden der Zielanwendung.

Bild 5: Das Aktivieren oder Deaktivieren der Compiler- oder Debug-Optimierungen hat aufgrund der minimalen Software-Implementierung von Funktionen nur geringen Einfluss auf die Ausführung des FOC-Algorithmus.

Bild 5: Das Aktivieren oder Deaktivieren der Compiler- oder Debug-Optimierungen hat aufgrund der minimalen Software-Implementierung von Funktionen nur geringen Einfluss auf die Ausführung des FOC-Algorithmus. Toshiba

Da wenig von der Motorsteuerung in Software implementiert werden muss, haben Compiler-Optimierungen oder das Ein-/Ausschalten der Debug-Unterstützung einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Antriebssteuerung. Dies ist hilfreich, wenn Code-Probleme während der Entwicklung zu lösen sind. Entwickler können auch das umfangreiche Entwicklungs-Ökosystem von ARM nutzen, zu dem gängige integrierte Entwicklungsumgebungen und Debugging-Hardware gehören. Zusätzlich bieten die MCUs eine Programm-Trace-Funktion in Hardware, um die Ursache von Programmfehlfunktionen während der Codeausführung festzustellen, ohne den Systemdeterminismus zu beeinflussen. Daten-Watchpoints ermöglichen in Entwicklungsumgebungen eine quasi Echtzeit-Visualisierung wichtiger Variablen wie ADC-Messungen, ohne dabei die Codeausführung zu beeinträchtigen. Auch Portierungen gängiger Echtzeitbetriebssysteme wie beispielsweise Free-RTOS stehen bereit, was die Anwendungsentwicklung vereinfacht.

Weitere Software-Tools unterstützen das Abstimmen der FOC-Regelparameter und Proportional-/Integralregelung. Das Parameter-Tuning-System (PTS) misst den Widerstand und die Induktivität des Motors bei verschiedenen Motorlasten und liefert Koeffizienten für die Proportional-Integral-Regelung, die sich anschließend in den Anwendungscode eingegeben lassen.

Mit einer großen Auswahl an Möglichkeiten kann es schwierig sein, die FOC-Antriebssteuerung zu finden, die den speziellen Anforderungen einer Anwendung am besten entspricht. Ist die FOC-Antriebssteuerung vollständig in die Software implementiert, kann sich die Entwicklung des Systems und die Fehlersuche als schwierig erweisen. Umgekehrt lösen die hoch entwickelten MCU-basierten Hardware-Lösungen, die jetzt zur Verfügung stehen, die grundlegenden Probleme in Bezug auf die feldorientierte Regelung. Sie sind in der Lage, die Komplexität der FOC-Antriebssteuerung in eng gekoppelter Peripherie zu verbergen, die ausschließlich für diesen Zweck vorgesehen ist und dennoch den notwendigen Spielraum für die Einbindung aller verbleibenden Aufgaben auf Systemebene bietet.

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