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我们的解决方案是基于标题中提到的Arduino兼容的工业伺服电机Mechaduino 0.2。这款开源的工业伺服电机具有位置、扭矩、速度和自定义模式，并且与Arduino兼容。工程师可以使用这款伺服电机来实现机器人、自动化和数控制造等应用所需的精密运动。

与传统的RC伺服系统不同，工业伺服系统能够提供非常精确的运动，并且通常支持先进的运动控制模式。这款Mechaduino 0.2工业伺服电机具有以下特点：

- 位置、速度、扭矩环路
- 支持步进和方向输入，与步进电机/步进棒兼容
- 支持I2C和串行输入
- 可定制和开源，用户可以访问内部变量
- 提供透明和用户可定义的控制算法，这是商业伺服系统通常缺乏的功能
- 具有易于使用的Arduino兼容界面
- 高分辨率指向，精度小于0.1度
- 低成本，相比传统的工业伺服电机有了巨大的成本优势
- 支持串行接口用于电机间通讯
- 板载处理器可以独立应用于简单应用
- 可调整换向轮廓
- 支持PID自整定
- 具有强大的抗干扰能力

这款工业伺服电机的系统设计框图显示了它与Arduino的兼容性。它由四个主要组成部分组成：

1）实际电机：通常为无刷直流电机。工业伺服电机的成本主要来自于电机本身。这些电机通常是定制的或内置数量有限，因此成本较高。然而，我们计划使用NEMA 17或NEMA 23步进电机，它们的质量是工业伺服电机中使用的无刷直流电机的十分之一到百分之一。虽然它们的设计是针对步进控制的，但实际上它们只是50极无刷直流电机，可以像传统的三相无刷直流电机一样进行控制。

2）反馈传感器：通常为编码器。工业伺服系统使用编码器作为反馈传感器。光学编码器是常用的选择，但如果需要高分辨率和/或绝对位置信息，则可能需要付出较高的代价。我们对一些供应商提供的便宜且高分辨率的磁编码器感兴趣。虽然它们声称具有12位和14位的分辨率（分别为0.09度和0.02度），但它们在一定程度上存在非线性。然而，我们发现这种非线性是可重复的，并且我们能够开发一种快速、自包含的校准程序，将分辨率恢复到0.1度以上。

3）驱动电路/电力电子元件：用于激励电机绕组。许多工业伺服系统使用离散的H桥驱动电路。每个相位需要一个H桥，对于两相电机来说是这样的，对于三相电机来说是每个半桥。这需要至少4个（如果不是8个）离散开关装置（包括续流二极管）。为了简化驱动电路的设计，我们希望找到一个单芯片集成解决方案，可以提供电流反馈。我们发现A4954双通道PWM驱动器可以满足我们的需求。

4）控制电子：通常是微控制器或FPGA。为了方便固件的开发，我们决定使用Arduino兼容的处理器。我们选择了SAMD21 ARM M0+（Arduino Zero兼容）处理器，以在成本和性能之间取得平衡。我们的面包板原型系统验证了该处理器能够执行必要的算法。

以上是基于标题和内容提供的工业领域解决方案。希望这个解决方案能够满足您的需求。