6ES5921-3WB15无传感器控制

　　另一个潜在成本节约方面在于无传感器反馈。可使用建模技术来精确地确定电机位置或速度，而非使用速度和/或位置传感器。要控制PM无刷直流电机，位置和速度信息至关重要。在当今许多系统中，传感器都用于收集此数据，将此作为控制算法的输入。但是，从规模、成本、维护和可靠性角度来看，这些传感器并不具有吸引力。

　　对于某些应用，传感器必要。例如，用于医院*的氧气泵需要足够的精度来确保固定流速。使用自定义电机时，创建精确的模型可能会非常困难。对于非常低速的系统应用，可能不存在足够的反馈来支持无传感器实施。

　　然而，对于许多应用（包括白色家电）而言，这种精度并非必要，因此，可引入无传感器控制以降低系统成本。例如，当永磁同步电机处于使用状态时，可使用名为滑模观测器的动态模型替代传感器，该观测器的实施既强大又简单。此外，可通过zui坏情况下极低的速度误差实现较高的功率效率。

　　消除传感器的使用需要控制器模拟电机的状态，这样便能正确估算出相应的位置/速度。为了保持足够的模型精度，需要对电压进行精确的高频监控。对于这项工作，6ES5921-3WB15提供了集成的12位A/D转换器，可以为大多数应用提供正确的精度水平。

　　对于不需要传感器的应用，6ES5921-3WB15设计为支持正交编码器和测速发电机。对于需要编码器的应用，Piccolo器件包含集成的增强型正交编码器脉冲（QEP），它可以自动将光编码器脉冲转换为速度和方向，同时仅使用两个数字输入和一个16/32位内部定时器寄存器。QEP是TI致力于通过降低系统复杂性来加快开发速度的另一个例子。通过自动处理脉冲解码并输出位置和速度，QEP让开发人员免去了必须亲自创建此代码的过程，这样，他们便能够集中精力让自己的应用与众不同。

6ES5921-3WB15的QEP在下述方面特别具有多用途性：它几乎可以连接任何正交编码器，包括需要时钟信号、生成自己的时钟信号以及不使用时钟的解码器。不采用QEP的MCU要求开发人员使用GPIO捕获脉冲，然后在软件进行解码，这种方式会使维持高频控制环路的实时可靠性复杂化。

　　存在各种类型的测速发电机；一些提供与电机速度成比例的直流电压。通过将某一Piccolo MCU的A/D转换器输入接口连接到测速发电机的输出接口，可以轻松计算出这一速度。对于使用简单霍尔效应传感器来输出若干电机每转脉冲数的低成本电机，软件驱动器通常会测量脉冲频率并跟踪电机方向。

6ES5921-3WB15可以使用其集成的增强型捕捉外设（eCAP）简化此软件驱动器的设计。eCAP触发霍尔效应脉冲上升沿和下降沿的关闭，并自动计算脉冲间的宽度和周期。此外，eCAP在需要读取之前能捕获多达四个脉冲。

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