Getting Real with Real-Time Control

　　工業化在制造業、商業或休閑方面，使生活的各個領域自動化程度不斷提高，從而繼續塑造現代世界。賦予這些省力的裝置是一個大量的電動工具：電機。雖然它們都利用和利用相同的電磁現象，但電動機卻有多種形式。然而，最近的趨勢是使用低成本的拓撲結構，如同步交流和無刷（通常無傳感器）直流電動機。正是馬達設計的多樣性，創造了效率權衡；他們所需的功率是根據他們生產的功率來衡量的。隨著工業化的發展，不可避免的環境影響意味著這種權衡正在引起更多的關注。對于國內、商業和輕工業應用，可以說，在汽車使用增長最快的情況下，趨勢是在不損害環境立法和社會關注的情況下，用最低成本期權平衡這種權衡。

　　許多既定的電機設計，如異步交流電機或直流刷，只需要基本的控制（圖1）。然而，通常情況下，電動機的成本與其總效率成反比。因此，雖然自治電機可能不需要外部控制電路，但它們通常只返回較小的功率效率。通過引入“智能控制”，有可能進一步降低建造成本，同時仍能提高總功率效率。為了充分利用這一優勢，制造商正在使用越來越多的功能強大的微控制器實現控制電路，使它們能夠從最簡單、因此性價比最高的電機拓撲結構中獲得最佳性能。把成本從電機設計轉向控制電子，這給微控制器制造商提供了一個機會來開發整個家庭，以滿足這個應用領域的特定需求：數字信號控制器。

　　Figure 1： Microchip focuses on supporting the motors in green， which require intelligent control. Motors shown in yellow can be operated without intelligent control. （Source： Microchip）

　　The need for digital control

　　Digital signal controllers — or DSCs — are essentially an extension of the classic microcontroller architecture to include peripherals specifically targeting motor control and， more recently， a level of digital signal processing （DSP）。 While microcontrollers （MCUs） are typically very good at control functions， their relatively modest processing speeds make them less applicable to the ‘real-time’ demands of motor control， particularly when tasked with additional functionality. This has led to many manufacturers implementing a two-chip solution; using an MCU for control functions （such as checking safety switches， driving user displays and monitoring consumables）， while the DSP runs an optimized algorithm to control the motor.