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运动芯片(MoTIonchip)是一种性能优异的特殊运动控制芯片，易于扩展和使用。本文基于该芯片设计了一种DC刷/无刷伺服电机智能伺服驱动器，并将该驱动器应用于加氢反应器的超声波检测和成像系统中。上位机通过485总线分别控制DC有刷电机和无刷电机，取得了良好的控制效果，满足了系统的高精度要求。
在传统的电机伺服控制装置中，通常使用一台或多台单片机作为伺服控制的核心处理器。由于这种伺服控制器外围电路复杂，计算速度慢，控制效果不理想。近年来，许多新的电机控制算法被研究并应用于电机控制系统，如矢量控制和直接转矩控制。随着这些控制算法的日益复杂，需要一个具有高速计算能力的处理器来实现实时计算和控制。为了满足这一需求，国外许多公司开发了高档单片机和数字信号处理器(DSP)来控制电机。目前常用伺服控制器的控制核心大多由DSP和大规模可编程逻辑器件组成。该方案可以根据不同需求灵活设计性能良好的专用伺服控制器，但一般开发周期比较长。
MoTIonChip的特点
运动芯片(MoTIonChip)是一款高性能、易于使用的电机运动控制芯片，由瑞士Technosoft公司开发。它是一个基于TMS320C240的DSP，有很多专门用于电机伺服控制的可编程配置引脚。TMS320C240是美国TI公司推出的专用于电机控制的16位定点数字信号处理器。它具有高速计算能力和专为电机控制设计的外围接口电路。MotionChip很好地利用了这种DSP的优势，集成了各种电机控制算法，从而简化了用户的设计难度，是一种新型的电机专用控制芯片。MotionChip的优点是将所有必要的配置功能集成在一个芯片上，是快速、低投资设计各种电机类型全数字、智能驱动器的理想核心处理器。具有以下特征：
可用于控制DC有刷/无刷电机、交流永磁同步电机、交流感应电机、步进电机五种电机类型，易于嵌入用户的硬件结构中；
可以选择独立工作或者主从模式，可以根据需要通过网络接口设置多个伺服控制器协同工作；
全数字控制回路的实现，包括电流/转矩控制回路、速度控制回路和位置控制回路；
可以实现各种指令结构：开环、转矩、速度、位置或外环控制、步进电机的微步控制，可以实现控制结构的配置，包括交流矢量控制；
各种运动和保护传感器(位置、速度、电流、扭矩、电压、温度等。)可以配置使用；
使用各种通信接口，实现RS232/RS485通信和CAN总线通信；
IPM Motion Studio基于Windows95/98/2000/ME/NT/XP平台的高级图形编程调试软件，功能强大：可通过RS232快速设置、调整参数、编写运动控制程序。其强大的运动语言包括：34种运动模式、决策、函数调用、事件驱动运动控制和中断。所以开发使用方便。
PC控制可以通过动态链接库TMLlib使用VC/VB实现；也可以和Labview、PLC无缝连接。通过动态链接库，用户可以开发电机控制程序，学习上层的控制策略。
运动控制系统设计
本文以运动芯片为控制器核心，以无刷DC电机/有刷电机/永磁同步电机为控制对象，设计了伺服驱动器。设计指标为：适用于12— 36V宽范围DC母线电压输入，工业标准5V逻辑电源输入，输出电流3A，6A峰值电流。在设计伺服控制器之前，根据运动芯片和伺服电机的特点，总体功能设计如下：
采用位置环、速度环和电流环三环结构；三环采用PID调节器；电机参数设置采用计算机辅助计算和工程设置相结合的方法。
有通用的伺服控制器接口，可以使用提供的人机界面进行独立参数设置，有网络通讯接口进行独立参数设置，方便外部监控。
伺服系统的整体系统结构可分为：运动芯片小系统、驱动电路、电流反馈检测、外部控制接口、通信接口等。如图1所示。伺服驱动器的硬件结构分为两大部分：驱动电路部分：主要包括逆变桥、预驱动和电流检测；
控制电路部分：包括反馈检测、外部控制接口、通信接口和运动芯片小系统。
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