磁场定向控制,因公司产品开发需要用到对永磁同步电机(PMSM)进行精确的位置控制,才开始从网上了解什么是FOC,有哪些数学公式,控制的过程是怎么样的,与大家分享,由于需要对电机进行位置控制,所以使用了14位分辨率的磁编码器。 FOC主要是通过对电机电流的控制实现对电机转矩(电流)、速度、位置的控制。通常是电流作为最内环,速度是中间环,位置作为最外环。 下图是电流环(最内环)的控制框图: 图一:电流环 在图一中,Iq_Ref是q轴(交轴)电流设定值,Id_Ref是d轴(直轴)电流设定值,关于交轴直轴不再介绍,大家自行百度。 Ia, Ib, Ic分别是A相、B相、C相的采样电流,是可以直接通过AD采样得到的,通常直接采样其中两相,利用公式Ia+Ib+Ic=0计算得到第三相,电角度θ可以通过实时读取磁编码器的值计算得到。 在得到三相电流和电角度后,即可以进行电流环的执行了:三相电流Ia, Ib, Ic经过Clark变换得到Iα, Iβ;然后经过Park变换得到Iq, Id;然后分别与他们的设定值Iq_Ref, Id_Ref计算误差值;然后分别将q轴电流误差值代入q轴电流PI环计算得到Vq,将d轴电流误差值代入d轴电流PI环计算得到Vd;然后对Vq, Vd进行反Park变换得到Vα, Vβ;然后经过SVPWM算法得到Va, Vb, Vc,最后输入到电机三相上。这样就完成了一次电流环的控制。