系统架构是双闭环架构，从内⽽外分别是电流环，速度环或位置环。所以在这环环相扣的系统中，内环的电流环显得格外重要，电流环需要快速响应，稳定性好的特点。系统架构图如下：
在FOC算法中，将系统交流同步电机的控制系统解耦为以转⼦为参考坐标的 DQ交直轴旋转坐标，相关坐标变换可以参考《FOC中的Clarke变换和Park变换详解（动图+推导+仿真+附件代码）》，因此最终只需要控制，就可以像控制直流电机⼀样的⽅式对交流同步电机进⾏控制。这⾥⽐较关键的是如何对，进⾏ PID控制器的参数整定。 2 转矩模型2.1 交直轴电压⽅程
这⾥先不讨论前⾯的电流采样和坐标变换，在得到和之后，就要通过 PI控制器，具体如下：
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在经过PI控制器之后，可以得到；
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在经过PI控制器之后，可以得到；这⾥也就是为什么使⽤ PI控制器的原因了，下⾯看⼀下在电机模型中，和，和的关系如下；
轴：
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为电机直轴电压；
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为电机直轴电流；
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为电机直轴电感；
轴：
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为电机直轴电压；
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为电机直轴电流;
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为电机直轴电感；
其他：
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为电⼦定⼦电阻；
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•
为永磁体的磁链，因为磁链⽅向和轴⽅向相同，因此后⾯都⽤表⽰；
该空间抽象如下图所⽰；
2.2 转矩⽅程
永磁同步电机的转矩⽅程为：
关于永磁同步电机的类型区别可以参考《永磁同步电机 spmsm 和 ipmsm 的区别总结》，本⽂只讨论 SM-PMSM，表贴式的永磁同步电机因为隐极特性的存在所以；所以电机的输出转矩⽅程可以简化为：
★
为电机极对数；
”
所以不难发现，为常数，为永磁体的磁链，在⽆弱磁的情况下，通常为常量；因此这⾥在另的时候，只要控制，就实现对了电机输出转矩的控制。
★
补充⼀下运动⽅程对于转速控制的解释；
”
3 PI 控制器
和经过PI控制器之后的输出被变换成实际的电压和 ，作⽤于后续的电机模型，因此通过和电压⽅程可以知道， PI控制器对电机的参数依赖性⽐较强，同样的，因此这⾥有⼏种⽅法可以进⾏参数的整定；
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直接整定法，通过经验试凑进⾏整定；
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参数测量法，先测量电机，，等参数，⼤致计算出 PI控制器参数范围，然后进⾏细调整；
•
⾃适应PI参数，这是在 TI⽂档看到的⼀种⽅法，能⼒有限，暂不能展开；
所以，本⽂最终介绍的是经验试凑法。
4 参数调节
具体按照经典的 PID参数调节⽅法即可，先调节参数，然后再参数，这⾥需要时刻将反馈值和设定值进⾏⽐较，直到达到满意的效果位置。
4.1 相关理论
先看 PID整定的⼝诀：
参数整定最佳，从⼩到⼤顺序查
先是⽐例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，⽐例度盘要放⼤
曲线漂浮绕⼤湾，⽐例度盘往⼩扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差⼤来波动慢，微分时间应加长
理想曲线两个波，前⾼后低四⽐⼀
⼀看⼆调多分析，调节质量不会低
4.2 调试过程
由于，这⾥通过先调试 D轴，将 Q轴的 PI控制器设置为零，这样可以排除 Q轴的影响，在单轴达到⽐较好的响应效果之后，将 D轴的 PI控制器参数拷贝⼀份送给Q轴的PI控制器即可，这⾥很关键；
只加⼊⽐例环节，设定值为1000：单纯加⼊⽐例环节的时候，可以将的系数逐渐增⼤，会发现反馈值逐渐靠近给定值，因为没有积分环节的作⽤，最终反馈值⽆法达到给定值；
加⼊积分环节发现系统虽然存在超调，但是最终反馈可以稳定在给定值；
对于较⼤的超调可以适当减少参数，或者使⽤积分分离PID进⾏控制；
关于超调因为在启动过程中，电流会很⼤，所以在频繁启动和制动的过程中，如果⽆法减少超调，就会出现启动直接过流的情况，这⾥⼀定要想办法避免。接下来逐步修改参数，直到达到⾃⼰满意的效果为⽌，只能慢慢积累调试的经验，没有太多捷径可⾔。
5 总结
本⽂介绍了表贴式永磁同步电机 FOC⽮量控制中电流环PI控制器参数的调试过程，电流环的性能直接影响到整体系统的性能，所以该环节是⼗分关键的，另外传统的 PI控制器可能⽆法满⾜系统的性能要求，需要在此基础引⼊更多的优化算法，⽐如积分先⾏，积分分离，积分限幅，模糊PID，神经⽹络PID等等，具体就需要根据系统的资源和系统指标进⾏选择。
作者：菜⼑和⼩麦
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