foc算法

‘壹’ 什么是矢量型 无矢量控制型 说的通俗点，

关于矢量控制，通俗理解是：
 
1.
先把电机想象成2块飞速旋转磁铁，定子磁铁和转子磁铁。进一步可以引申为定子磁场和转子磁场。
 
2.
电机的电磁转矩与定子磁场强度、转子磁场强度、2块磁铁之间的夹角的正弦成正比。关于这一点不难理解，两块磁铁对齐的时候（0度，sin0=0;）,不存在电磁转矩；两块磁铁相差90度的时候（sin90=1;）,电磁转矩达到顶峰；
 3.
接下来控制的目标就是：
 
1）稳定其中的一个旋转磁场的强度（恒定磁场）；
 2）
控制磁铁之间角度为90度（磁场定向foc）；
 
3）
控制另一个磁场（受控磁场）的强度以达到控制电磁转矩大小（力矩控制）。
 4.
关于坐标变换的物理意义（以同步电机为例）：
 
1）在电机不失步的情况下，可以认为两个磁极之间相对静止，最多在夹角0~90度之间移动。
 2）既然交流电产生的是一个旋转磁场，那么自然可以把它想象成一个直流电产生的恒磁场，只不过这个恒磁场处于旋转当中。
 
3）如果恒磁场对应的直流电流产生的磁场强度，与对应交流电产生的磁场强度相等，就可以认为两者等同。
 
4）坐标变换基于以上认知，首先认为观察者站在恒定定磁场上并随之运转，观察被控磁场的直流电线圈电流及两个磁场之间的夹角。
 
5）实际的坐标变化计算出的结果有两个，直轴电流id和交轴电流iq。通过id和iq可以算出两者的矢量和（总电流），及两个磁场之间的夹角。
 
6）直轴电流id是不出力的，交轴电流iq是产生电磁转矩关键因素。
 5.
对于交流同步隐极电动机：
 
1）
其转子磁场是恒定的。
 
2）
转子的当前磁极位置用旋转编码器实时检测。
 
3）
定子磁极（旋转磁场）的位置从a相轴线为起点，由变频器所发的正弦波来决定。 
4）
实际上先有定子磁场的旋转，然后才有转子磁场试图与之对齐而产生的跟随。
 
5）
计算出转子磁场与a相轴线之间的偏差角度。
 
6）
通过霍尔元件检测三相定子电流，以转子磁场与a相轴线之间的偏差角度作为算子（相当于观察者与转子磁场同步旋转），通过坐标变换分解出定子旋转磁场中与转子磁极对齐的分量（直轴电流id）,产生转矩的分量（交轴电流iq）。
 
7）
定子电流所产生旋转磁场与观察者基本同步，最多在夹角0~90度之间移动。移动量是多少，会体现在直轴电流id、交轴电流iq的数值对比上。 
 8）
驱动器通过前面的速度环的输出产生电流环的给定，通过第6）条引入电流环的反馈iq，通过pi控制产生iq输出。
 
9）
设定id=0。这一点不难理解，使两个磁极对齐的电流我们是不需要的。通过这一点，我们实现了磁场定向foc（控制磁铁之间角度为90度）。
 
10）
计算出了iq,
id=0。引入偏差角度算子通过坐标反变换变换产生了三相电流的输出。
11）
当iq>0,
定子旋转磁场对转子磁场的超前90度，电磁转矩依靠两个磁场之间异性相吸的原理来产生，这时候电磁转矩起到加速的作用。
 
12）
当iq<0,
定子旋转磁场对转子磁场的仍然超前90度，但是定子磁场的n、s极调换了一下，电磁转矩依靠两个磁场之间同性相排斥的原理来产生，这时候电磁转矩起到减速制动的作用。
 
13）
从本质上讲，我们是依靠控制定子旋转磁场对转子磁场的超前角度及该磁场的强度来实现矢量控制的。

‘贰’ 求助ST FOC库2.0中 占空比计算问题

发现里面的Clark变换和park变换和我们一般见到的形式一点也不一样，按照st库里面的Clark和park变换函数注释以及源代码的分析可得出：st所使用的公式和书上使用的公式相差一个系数sqrt（3/2）。还有st的矩阵的第二行为正数，书上的矩阵第二行为负数。

‘叁’ 电动执行器电路部分设计

我是AUMA电动执行器厂家的员工，您的问题的范围有点太大，我这里可以给你提供我的一些理解，希望对你有帮助：1.执行器主要是控制驱动阀门的驱动装置，简单的说就是控制法门的正反转，首先应要考虑的是根据阀门的扭矩来选择执行器电机的大小，阀门的扭矩一般在1NM－30000NM之间，电机的选择也是在0.25KW－15KW左右，3KW以下的电机可以用接触器和可控硅来控制，3KW以上的则必须用接触器控制．2.根据客户现场的工艺要求，看法门是开关型的还是调节型的，如是调节型，而且调节很频繁是则必须用可控硅，因可控硅的暗触点可视为无限次使用，而接触器的使用寿命在10000000次，3.停机方式，是通过法门执行器的限位停机，或者是力矩停机，每台执行器必须配备的限位开关和力矩开关，如用限位停机，则力矩开关做为保护，如用力矩停机则限位开关做为保护．4开关型的电气控制方式相对来讲比较简单，可以说是最简单的可以作成正反转控制电路，而调节型的要需要电位计或霍尔元件做反馈，可以结合PLC或单片机来设计，5如果是profibus等总线控制的话，可以说现在国产的执行器还没有这个水平，国外的执行器的技术做的很成熟．6电源供电方式可以根据电源板选择，国内基本上都是用380V，或220V．
我的QQ462649171，很愿意与你共同探讨．

‘肆’ 为什么电机FOC控制里面反clarke变换 Valpha 和 Vbeta 的位置变了

超过90度的部分会反，比如120度。克拉克变换只是减去一个空间维度，其它的不管反正。是解耦控制的第一步。（其实我不懂，只能理解到这个程度了，也不知道有没有错）

‘伍’ 是不是只带有霍尔传感器的BLDC不能用FOC，只能用六步方波驱动

基本原理

无刷直流电机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能主要是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速。

BLDC控制框图

PID 调节控制电机转速

将偏差的比例（Proportion）、积分（Integral）和微分（Differential）通过线性组合构成控制量，用这一控制量对被控对象进行控制，这样的控制器称PID控制器。数字式PID控制算法可以分为位置式PID和增量式PID控制算法。