高壓伺服控制器是一種高精度電子裝置，用來控制高壓伺服電機的位置、速度和力矩，可確保工業(yè)機器人、數控機床、噴繪寫真、激光切割以及自動化生產線等設備實現(xiàn)高精度運動定位控制。其通過提供高效性能、快速響應、優(yōu)化能量轉換效率，保障伺服系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，有助于推動智能制造和工業(yè)4.0的轉型與升級。

隨著工業(yè)自動化的持續(xù)發(fā)展以及技術創(chuàng)新和行業(yè)應用的不斷拓展，高壓伺服控制器的市場前景廣闊。未來幾年，高壓伺服控制器將繼續(xù)沿著高效化、智能化、數字化方向演進，成為推動工業(yè)自動化智能轉型的重要力量，展現(xiàn)出強勁的增長潛力和市場活力。

極海400W EtherCAT總線型高壓伺服控制器參考方案，主控芯片采用全新發(fā)布的G32R501高性能實時控制MCU，具備靈敏感知、高效運算、精準控制等特性；整體方案采用雙核并行處理架構設計和開放式伺服全功能設計，同時支持上位機ModBus協(xié)議和EtherCAT總線協(xié)議，提供配套的上位機參數調試工具，可靈活配置400余項伺服參數，有效滿足各類定制化工業(yè)應用場景需求。

400W EtherCAT總線型高壓伺服控制器參考方案介紹

■?輸入電源范圍：單相AC 200V~240V, -10%~+10%, 50/60Hz；

■?額定輸出電流：3.0Arms，最大電流輸出：9.0Arms；

■?速度范圍：±7000rpm，支持弱磁算法；

■?轉速精度：額定轉速下可達1‰左右；

■?支持三環(huán)閉環(huán)控制和電機參數靜態(tài)辨識，電機參數通過總線獲取，PID參數與電機參數相關聯(lián)，可適配不同電機；

■?支持多種編碼器協(xié)議，支持協(xié)議握手，可兼容不同波特率編碼器；

■?支持EC總線功能，可通過主站進行位置控制；

■?多種控制模式：外部脈沖位置控制、JOG控制、全閉環(huán)位置控制、速度控制、力矩控制；

■?豐富報警代碼：過壓/欠壓/過流/過載/過熱/過速、主電源輸入缺相、再生制動狀態(tài)異常、位置偏差/制動率過大、編碼器反饋錯誤、行程超限、EEPROM 錯誤等。

G32R501實時控制MCU特點

■?單芯片方案，基于Cortex-M52雙核架構，主頻250MHz，通過CPU0處理位置環(huán)、速度環(huán)、I/O狀態(tài)、以及協(xié)議處理；通過CPU1處理位置通信、電流環(huán)以及PWM輸出；

■?通過3路PWM模塊產生3組互補PWM信號輸出，實現(xiàn)高精度電機矢量控制；

■?4個Σ-Δ濾波器模塊(SDF)，通過2路SDF采樣兩路相電流信號數字量，提升電流信號的精確度、響應效率以及信噪比；

■?2個UART，1路實現(xiàn)總線編碼器通訊，并預留兼容脈沖型編碼器的設計；1路支持與上位機的數據交互；

■?2個SPI，1路與EtherCAT從站芯片高效通信，實現(xiàn)EtherCAT總線控制；1路實現(xiàn)按鍵面板顯示；

■?1個I2C，實現(xiàn)外部EEPROM通訊，存儲伺服關鍵參數；

■?豐富輸入輸出端口，滿足多種控制信號輸入或狀態(tài)輸出，提升方案的多場景適用性。

軟硬件介紹

G32R501 400W EtherCAT總線型高壓伺服控制器參考方案，由功率板、控制板、按鍵顯示板組成。

方案框圖

采用三環(huán)級聯(lián)模式的軟件設計：

■?位置環(huán)：給定來自外部脈沖、總線、I/O控制；位置反饋來自外部總線編碼器；

■?速度環(huán)：給定來自位置環(huán)的輸出，也接受來自外部模擬量或多段速的給定，一般速度環(huán)帶寬不超過 400Hz；速度反饋來自編碼器位置解算；

■?電流環(huán)：給定來自速度環(huán)的輸出，電流反饋由SDF模塊采樣獲得，執(zhí)行周期選為62.5μs。

控制邏輯框圖

G32R501 400W EtherCAT總線型高壓伺服控制器量產級參考方案，采用雙核并行處理設計架構，其中CPU0中斷處理時間低至13.6μs，CPU1中斷處理時間低至8.6μs，可支持客戶實現(xiàn)更高性能、更豐富功能的產品設計。

雙核處理架構

極海G32R501 400W EtherCAT總線型高壓伺服控制器量產級參考方案，涵蓋完整的軟硬件設計，可提供全功能軟件固件和極海自研的伺服控制上位機PC調試工具，支持參數設置、JOG調試、故障排查、波形分析等功能；方案配有詳細使用指南，方便工程師快速進行上手使用、性能評估以及二次開發(fā)。

極海始終秉承創(chuàng)新為魂、技術為本的發(fā)展理念，專注于為工業(yè)控制領域提供領先的量產級參考方案和全面且高效的技術支持，旨在為廣大工程師和研發(fā)團隊提供強大的創(chuàng)新動力。在工業(yè)自動化浪潮中，極海將矢志不渝地推動技術創(chuàng)新與突破，愿攜手業(yè)界同仁共同譜寫智能制造新篇章。