foc演算法

『壹』 什麼是矢量型 無矢量控制型 說的通俗點，

關於矢量控制，通俗理解是：
 
1.
先把電機想像成2塊飛速旋轉磁鐵，定子磁鐵和轉子磁鐵。進一步可以引申為定子磁場和轉子磁場。
 
2.
電機的電磁轉矩與定子磁場強度、轉子磁場強度、2塊磁鐵之間的夾角的正弦成正比。關於這一點不難理解，兩塊磁鐵對齊的時候（0度，sin0=0;）,不存在電磁轉矩；兩塊磁鐵相差90度的時候（sin90=1;）,電磁轉矩達到頂峰；
 3.
接下來控制的目標就是：
 
1）穩定其中的一個旋轉磁場的強度（恆定磁場）；
 2）
控制磁鐵之間角度為90度（磁場定向foc）；
 
3）
控制另一個磁場（受控磁場）的強度以達到控制電磁轉矩大小（力矩控制）。
 4.
關於坐標變換的物理意義（以同步電機為例）：
 
1）在電機不失步的情況下，可以認為兩個磁極之間相對靜止，最多在夾角0~90度之間移動。
 2）既然交流電產生的是一個旋轉磁場，那麼自然可以把它想像成一個直流電產生的恆磁場，只不過這個恆磁場處於旋轉當中。
 
3）如果恆磁場對應的直流電流產生的磁場強度，與對應交流電產生的磁場強度相等，就可以認為兩者等同。
 
4）坐標變換基於以上認知，首先認為觀察者站在恆定定磁場上並隨之運轉，觀察被控磁場的直流電線圈電流及兩個磁場之間的夾角。
 
5）實際的坐標變化計算出的結果有兩個，直軸電流id和交軸電流iq。通過id和iq可以算出兩者的矢量和（總電流），及兩個磁場之間的夾角。
 
6）直軸電流id是不出力的，交軸電流iq是產生電磁轉矩關鍵因素。
 5.
對於交流同步隱極電動機：
 
1）
其轉子磁場是恆定的。
 
2）
轉子的當前磁極位置用旋轉編碼器實時檢測。
 
3）
定子磁極（旋轉磁場）的位置從a相軸線為起點，由變頻器所發的正弦波來決定。 
4）
實際上先有定子磁場的旋轉，然後才有轉子磁場試圖與之對齊而產生的跟隨。
 
5）
計算出轉子磁場與a相軸線之間的偏差角度。
 
6）
通過霍爾元件檢測三相定子電流，以轉子磁場與a相軸線之間的偏差角度作為運算元（相當於觀察者與轉子磁場同步旋轉），通過坐標變換分解出定子旋轉磁場中與轉子磁極對齊的分量（直軸電流id）,產生轉矩的分量（交軸電流iq）。
 
7）
定子電流所產生旋轉磁場與觀察者基本同步，最多在夾角0~90度之間移動。移動量是多少，會體現在直軸電流id、交軸電流iq的數值對比上。 
 8）
驅動器通過前面的速度環的輸出產生電流環的給定，通過第6）條引入電流環的反饋iq，通過pi控制產生iq輸出。
 
9）
設定id=0。這一點不難理解，使兩個磁極對齊的電流我們是不需要的。通過這一點，我們實現了磁場定向foc（控制磁鐵之間角度為90度）。
 
10）
計算出了iq,
id=0。引入偏差角度運算元通過坐標反變換變換產生了三相電流的輸出。
11）
當iq>0,
定子旋轉磁場對轉子磁場的超前90度，電磁轉矩依靠兩個磁場之間異性相吸的原理來產生，這時候電磁轉矩起到加速的作用。
 
12）
當iq<0,
定子旋轉磁場對轉子磁場的仍然超前90度，但是定子磁場的n、s極調換了一下，電磁轉矩依靠兩個磁場之間同性相排斥的原理來產生，這時候電磁轉矩起到減速制動的作用。
 
13）
從本質上講，我們是依靠控制定子旋轉磁場對轉子磁場的超前角度及該磁場的強度來實現矢量控制的。

『貳』 求助ST FOC庫2.0中 占空比計算問題

發現裡面的Clark變換和park變換和我們一般見到的形式一點也不一樣，按照st庫裡面的Clark和park變換函數注釋以及源代碼的分析可得出：st所使用的公式和書上使用的公式相差一個系數sqrt（3/2）。還有st的矩陣的第二行為正數，書上的矩陣第二行為負數。

『叄』 電動執行器電路部分設計

我是AUMA電動執行器廠家的員工，您的問題的范圍有點太大，我這里可以給你提供我的一些理解，希望對你有幫助：1.執行器主要是控制驅動閥門的驅動裝置，簡單的說就是控製法門的正反轉，首先應要考慮的是根據閥門的扭矩來選擇執行器電機的大小，閥門的扭矩一般在1NM－30000NM之間，電機的選擇也是在0.25KW－15KW左右，3KW以下的電機可以用接觸器和可控硅來控制，3KW以上的則必須用接觸器控制．2.根據客戶現場的工藝要求，看法門是開關型的還是調節型的，如是調節型，而且調節很頻繁是則必須用可控硅，因可控硅的暗觸點可視為無限次使用，而接觸器的使用壽命在10000000次，3.停機方式，是通過法門執行器的限位停機，或者是力矩停機，每台執行器必須配備的限位開關和力矩開關，如用限位停機，則力矩開關做為保護，如用力矩停機則限位開關做為保護．4開關型的電氣控制方式相對來講比較簡單，可以說是最簡單的可以作成正反轉控制電路，而調節型的要需要電位計或霍爾元件做反饋，可以結合PLC或單片機來設計，5如果是profibus等匯流排控制的話，可以說現在國產的執行器還沒有這個水平，國外的執行器的技術做的很成熟．6電源供電方式可以根據電源板選擇，國內基本上都是用380V，或220V．
我的QQ462649171，很願意與你共同探討．

『肆』 為什麼電機FOC控制裡面反clarke變換 Valpha 和 Vbeta 的位置變了

超過90度的部分會反，比如120度。克拉克變換只是減去一個空間維度，其它的不管反正。是解耦控制的第一步。（其實我不懂，只能理解到這個程度了，也不知道有沒有錯）

『伍』 是不是只帶有霍爾感測器的BLDC不能用FOC，只能用六步方波驅動

基本原理

無刷直流電機的轉子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉子的極性，在電動機內裝有位置感測器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，其功能主要是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置感測器信號和正反轉信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產生連續轉矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調整轉速。

BLDC控制框圖

PID 調節控制電機轉速

將偏差的比例（Proportion）、積分（Integral）和微分（Differential）通過線性組合構成控制量，用這一控制量對被控對象進行控制，這樣的控制器稱PID控制器。數字式PID控制演算法可以分為位置式PID和增量式PID控制演算法。