ADI基于ADSP-CM408的电机控制系统详解

设计简介

针对电机控制系统，ADI公司能够提供涵盖信号链中所有重要 器件的完整解决方案，相关产品包括了模数/数模转换器、放大器、嵌入式处理器、iCoupler®数字隔离 器和电源管理器件。这些高性能的器件和增加系统集成度有助于实现更新型的拓扑结构设计，为客户实现系统的差异化设计带来价值。

ADSP-CM4xx混合信号控制处理器采用ARM Cortex M4处理器内核，集成高精度ADC、数字加速器和滤波器、SRAM和闪存以及丰富的外设。ADSP-CM4xx处理器适用于要求高性能实时控制和模拟转换的广泛嵌入式应用。

CM408 MBD Motion Control 包含EVM Oscar-Skylight Motion Control EVM (PMSM FOC控制功率底板) 和ADI M4 Control Card (ADSP-CM408 控制核心板)两部分， 设计中充分考虑到了工业上对隔离的要求，具有完全隔离的CAN、RS-485、RS-232、Ethernet通讯接口以及控制部分和高压功率部分的完全隔离。

软件部分采用了MBD(Model-based design)，采用Matlab & Simulink工具对电机控制进行建 模，并自动产生控制部分核心代码，可以大大加速伺服电机控制软件的开发流程，并且提供完善可靠的代码，可以在前期研发阶段让工程师更关注于算法本身而不是陷入复杂的编码和修改代码的过程，以加速产品创新和新技术研发的过程。

电路板实物图(两板组合)

硬件设计

EVM OSCAR-SKYLIGHT MOTION CONTROL EVM (PMSM FOC控制功率底板)

完整的 ADSP - CM408F 最小系统，Boot Switch、时钟及复位电路

4 个LED 和 3 个按键方便程序调试使用

隔离通讯接口 ：2个 CAN接口、1个 RS-232、1 个 RS-485 接口

USB OTG 接口、一个 100 M 以太网接口

PWM 及 ADC 引出，方便对电机控制信号进行测试

2 路 SINC 滤波器输入接口，直接连接 ADUM74XX 系列 Σ-Δ隔离 ADC

Timer、CNT 等电机控制需要的引脚均用 2.54 排针引出，方便客户连接自己的功率底板

ADI M4 CONTROL CARD (ADSP- CM408 控制核心板)

控制板连接接口，可与ADI M4 Control Card进行直接连接，由其提供控制信号

所有控制和反馈信号均采用 ADI 高速磁隔离芯片进行隔离

功率驱动部分采用仙童FSBB20CH60C 600V /20A智能功率模块，具有 OCP LVO

具有多种相电流采样方式，可通过 Σ-Δ ADC 和 ADSP-CM408 内置的 SINC 滤波器进行电流采样，也可通过霍尔电流传感器和 ADSP-CM408 内置 16bit ADC 采样

多种传感器接口，具有霍尔传感器接口、旋转编码器接口、旋转变压器接口(AD2S1210实现)，用来连接传感器获取电机的速度和位置信号。