作者：Bill Schweber, Mouser Electronics 相比如何選擇mos管和驅動器，控制器型號的選擇也很富有策略性，并且需要在對具體供應商和款式的選擇之前作出決定。這是因為在選擇是使用一個僅作電機控制的通用可編程處理器，還是使用一個高計算能力的FPGA，抑或是使用一個專用的控制IC電路（后者通常出自特定的電機控制供應商）時有許多需要權衡考慮的地方。設計師需要考慮的一些點包括： ? 你需要何種復雜度的控制算法，有多少I/O口？比如說，FOC控制算法涉及多重并行計算的復雜轉換，因而需要高級功能模塊（圖6）。 圖6：高級電機控制途徑如場向控制需要多重數字轉換，并且需要同時擁有一個高速內環及低速外環控制。（圖片來源：Altera） ? 如果使用一個通用可編程IC或者FPGA，誰來提供控制算法及代碼：是IC供應商，還是第三方合作伙伴，還是不相關的第三方開發者？他們如何確認并驗證電機及其應用的性能？ ? 如果使用一個專用預編程控制IC，那會不會提供所有我們需要的功能和特點？ ? 你需要或想要多少用戶編程能力？即使是專用的、不需要編程的控制器，也會要求用戶去選擇算法類型、閉環控制模式（位置，速度，或加速度），并且需要設置一些操作變量如時間常數和可允許誤差范圍等。 ? 有改變和修改基本算法的需要？或者電機和應用有獨特的屬性要設置嗎？如果答案是肯定的，那選擇可編程IC會更好。相反，如果有需要不斷修改算法的擔心，這種情況下，相比完全可編程的IC，選擇帶有硬連線、固化算法的專用IC會比較好。 ? 控制器需要支持一種還是多種電機型號？即便是同一種，控制器是只支持該型號中某種尺寸的電機，還是支持一系列范圍尺寸？ ? 供應商提供何種程度的技術支持？他們有多少實際動手開發的電機經驗？他們會不會提供曾經搭建且驗證過的具體參考設計，包括控制IC和mos管驅動器間的接口電路？ ? 是否有一些監管問題需要注意？如授權能效（許多電機應用現在必須“綠色”環保要求）。如果是，供應商理解這些問題嗎，并且能以他們的元器件和算法滿足這些要求嗎？ 芯片和電路板實例顯示控制器、接口性能 對于許多工程師來說，將所有的部分—包括帶有固化或獨立算法的控制器、驅動器、還有MOS管等融合到一起，這將是一個多學科任務，一個他們不想“從零開始”的任務。出于這個緣由，許多電機控制IC供應商提供包含了控制器、算法、驅動器和MOS管的評估板甚至是完整的可交付板。 舉個例子，Applied Motion Products公司1240i是款可編程的步進電機驅動器，適合在一系列的動作控制應用領域使用（圖7）。它有一個集成了50瓦細分控制放大器的復雜控制器，可以和步進電機直接相連，能提供高達1.2安的可編程電機電流，速度能達50轉/秒。 圖7:來自Applied Motion Products公司的1240i型可編程步進電機驅動器是個完整電機控制體，并且能被PC上的終端應用設置引導，或者經過配置后，用作獨立的控制器（圖片來源：Applied Motion Products） 不同的改動可適用于處理不同版本的標準步進電機和不同的接口。使用供應商提供的動作控制開發包和一臺標準PC機，用戶可通過編程來把這塊板配置成一個獨立的動作控制器。該板也能被主機或可編程邏輯控制器(PLC)實時控制。 機器人有光明的前景。傳感、控制和電機這些關鍵領域的革命將持續影響機器人技術的變革。 使用流體動力？ 使用壓縮流體是使用電機外機器人動力的另一選擇。壓縮流體有兩種形式：基油液壓和基于空氣的氣動。基于液壓的動力在大動力應用中有很長的歷史，比如掘土設備，并且由于原理簡單，其很長一段時間被用在早期自動組裝線機器人上。然而，液壓促動器需精心集成液壓設計和元件的電子控制單元，同時還要加上一個電力供應壓縮機/泵。更糟糕的是，由于不可避免的密封泄露問題、維修（同時需要電子和液壓技術人員）的復雜性、泄露帶來的環境后果等等因素，使得液壓傳動成為萬不得已的選擇，或者說有對環境噪聲（EMI或RFI）敏感的擔憂時，我們可以使用它。 另外一些低動力的應用中，我們使用壓縮空氣的方法，特別是擔心受到EMI/RFI和ESD影響的時候。基于氣體的系統沒有潛在的液壓流體的問題，但是他們不能在既定體積下提供足夠的動力，因此壓縮空氣所需的供應線相對比較笨重。和基油液壓傳動一樣，氣動系統也存在泄露問題，而且很難定位出泄露點，并且需要多學科的知識來設計、安裝和維修。盡管如此，它們仍是在只需要滿足基本、快速和來回動作等要求時的可行選擇。 由于強動力電子電機和它們控制器的不斷發展，許多先前使用液壓的應用已經被更新換代了，除非有其它可信的技術原因來維持使用液壓。對于新的設計，特別是小到中型機器人設計情形時（甚至是一些大型機器人的設計），首選使用電子控制和電子電機。這并不意味著液壓系統已經過時了，因為在高速度，高沖擊，高動力沖擊領域，對于液壓與氣壓仍有需求。金屬鍛造站沖壓（液壓）和航母啟動彈射器（蒸汽和空氣）就是很好的實例。 作者簡介 Bill Schweber 是一位電子工程師，撰寫了三本電子通信系統教材，以及數百篇技術文章，意見專欄稿件和產品說明書。他曾經從事過 EE Times多個主題的技術網站經理，以及EDN的執行主編和模擬主編。 在ADI公司（模擬和混合信號IC的領先供應商）， Bill 負責營銷傳播（公共關系）;因此，他一直扮演技術PR的兩種不同角色，一方面展示公司的產品以及理念，并給媒體傳達信息，另一方面也從他們中接收反饋意見。 在為Analog做市場傳播的之前，Bill是他們備受推崇的技術雜志的副主編，同時也做過產品營銷以及做過應用工程團隊的工程師。而在這之前，Bill工作于Instron公司，做手工模擬與電源電路設計和材料測試機控制的系統集成。 他擁有電子工程碩士學位（Mass大學）和電子工程學士學位（哥倫比亞大學），是一位注冊專業工程師，并擁有高級班業余無線電證書。Bill還從事包括MOSFET基礎知識、ADC選擇、驅動LED在內的各種工程主題的策劃、編寫和在線課程傳授。 (mbbeetchina)