最近做完了⼀个直流⽆刷电机的电机调速项⽬，查阅了各种⼤神所写的博客和论⽂，在这⾥我只做⼀下⼩⼩的总结；
FOC（Filed Oriented Control）是采⽤数学⽅法实现三相马达的⼒矩与励磁的解耦控制。
主要是对电机的控制电流进⾏⽮量分解，变成励磁电流 和交轴电流 ，励磁电流主要是产⽣励磁，控制的是磁场的强度，⽽交轴电流是⽤来控制⼒矩，所以在实际使⽤过程中，我们常令 。之后我将详细介绍⼀下这个算法的数学原理和⼀些⾃⼰的理解。 FOC⽮量控制总体算法简述
输⼊：位置信息，两相采样电流值，（3相电流、电机位置或者电机速度）
输出：三相PWM波wo318
高铬铸铁所需硬件：两个ADC，⼀个光电或磁编码器，主控，依据电压等级的不同有mosfet或者IGBT或者SiC功率模块组成的三个半桥
鸟笼灯
FOC算法在本质上就是⼀些线性代数中的矩阵变换，我在这⾥讲述的是有传感器的FOC算法，转⼦的位置信息是通过绝对式磁编码器反馈的，直接是数字量。
⾸先是通过ADC采样得到电机的 两项电流信息，由于基尔霍夫电流定律，同⼀个节点流⼊电流值与流出电流相等，我们可以计算出，之后通过Clark变换，可以将三相定⼦坐标系（三个轴互为120°，）转化为两相的定⼦直⾓坐标系（），因为我们主要控制的是转⼦的旋转，所以需要通过Park变换将两相定⼦坐标系变换到两相转⼦坐标系（），本质上就是矩阵的旋转变换，在这⾥，我们⽤到的转⼦的位置信息。该位置信息便是由磁编码器返回的绝对⾓度信息，（其实也可以⽤增量式编码器，我感觉应该只是在电机位置校准的时候需要定义零点，其他的应该⼀样，我暂时还没有做过，属于猜想的，当然有的还可以通过⽆位置的控制⽅式，通过三相采样电流值计算转⼦位置信息，还有需要注意的是得到的是⾓度信息，我们需要将其转化为电⾓度信息，），其中 为励磁电流分量，为转矩电流分量，可以建⽴两个PI调节器分别对两个电流分量进⾏调节。通常情况下，励磁电流分析应该为0，⽽转矩电流分量为给定值或者是经过速度环输出值。速度环可以根据速度反馈来控制该电流的⼤⼩，之后转矩电流的PI调节器输出 ，励磁电流的PI调节器输出。之后通过反Park变换再将其转化为两相定⼦坐标系（）, 通过Clark逆变换得到需要施加在三相定⼦上的电压值（ ）然后通过SVPWM模块，输出到逆变器。
SVPWM是磁场定向控制中常⽤的PWM波调制技术。其全称是空间⽮量脉宽调制（Space Vector Puls
e Width Modulation）是由三相功率逆变器的六个功率开关原件组成的特定开关模式产⽣的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波。理论基础是平均值等效原理，即在⼀个开关周期内通过对基本电压⽮量加以组合，使其平均值与给定电压⽮量相等。
节能燃烧器
假设三相电压分别为 ，且相互之间相位差为120°，假设为相电压的有效值，f为电源频率，则有：
则三相电压空间⽮量相加的合成空间⽮量 就可以表⽰为：
是⼀个旋转的空间⽮量，幅值不变，为相电压的峰值，且以⾓频率 按逆时针⽅向旋转，其在三相坐标轴上的投影就是对应的三相正弦量。 FOC算法的优点有：
1、当负载变化时，速度响应快⽽且精确；
2、电机的瞬时效率⾼；
3、能实现位置控制；
FOC和PID调节的⽅式参考了
主要为先调试内环之后调试外环；
1、⾸先应该调试ADC和编码器，看是否可以得到正确的采样电流和编码器数值；
2、调试FOC算法中的SVPWM环节，认为的给定 和 两个值，看电机是否运⾏，确保SVPWM没问题
3、 ⼈为给定 参考值，通过实时采样电流，调节电流环的PID，调节的⽬标是启动响应速度⾜够快，平衡运⾏波动⾜够⼩，通过DAC输出实时的采样电流来进⾏观测调试（这⾥我直接在算法中让 为0，所以只给定 的值）。
4、⼈为给定速度，调试速度环PID，输出 ，调节的⽬标是根据在⾜够宽的速度范围内平稳启动和运⾏。可以采⽤专家PID算法；
5、位置环调节，输出为速度，调节⽬标，从⼀个位置快速的到达另⼀个位置来回跑，停⽌静差⾜够⼩，速度增减⾜够快，即瞬时速度⼤且需要合理的根据位置路径的长度规划⼀个速度曲线。
注意：如果要达到较⾼的速度精度，可能需要针对不同的速度值设置不同的速度PID参数，且需要进⼀步实时的调节观测器、PLL及速度PID参数。捕虾笼
其他的⼀些知识总结：
FOC与DTC控制区别
市场上电调分类
1、FOC电调：⽮量控制，效率⾼，转矩脉动⼩，电机噪⾳⼩，减速制动快
2、普通电调：六步换向控制，⽅波驱动
STM32有BLDC开发套件
BLDC电机控制算法：
清洗篮PID控制，专家PID控制，模糊PID控制，神经PID控制，基于遗传算法整定的PID控制，鲁棒控制，滑膜控制等；
电机⽅⾯的知识：
1、根据《⽆刷电机控制系统》中所讲述：⽬前国内外对⽆刷直流电机的定义⼀般有两种：⼀种定义认为只有梯形波/⽅波⽆刷直流电机才可以称为⽆刷直流电机，⽽正弦波⽆刷电机则被称为永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）；另⼀种定义认为梯形波/⽅波⽆刷电机和正弦波⽆刷电机都是直流⽆刷电机。
2、直流电机的调速是⽤直流电压来控制，电压越⾼，转的越快，不过单⽚机并不能输出可调的直流电压，于是只好变通采⽤PWM的⽅式来控制电机的输⼊电压。PWM占空⽐越⾼，等效电压就越⾼，当然单⽚机给出的PWM波形只是控制信号，⽽且最⾼电压只有5V，其能量并不⾜以驱动⽆刷直流电机，所以必须要再接⼀个功率管来驱动电机，功率管可以是MOSFET（场效应管），也可以是IGBT（绝缘栅双极晶体管）。
3、⼀般⽽⾔，电机的绕组数量都和永磁极的数量是不⼀致的（⽐如⽤9绕组6极，⽽不是6绕组6极），这是为了防⽌定⼦的磁极与转⼦的磁钢相互吸引对其，产⽣类似于步进电机的效果，此种情况下转矩会产⽣很⼤的波动。
4、外转⼦⽆刷直流电机⽐内转⼦电机要慢，但是⼒矩更⼤，例如四旋翼等可以不通过减速器直接驱动螺旋桨旋转。
5、⽆刷直流电机KV值定义为：转速/V，意思是输⼊电压每增加1V，BLDC电机空转转速增加的转速值。同系列同外形尺⼨的⽆刷电机，根据绕线匝数的多少，会表现出不同的KV特性。绕线匝数多的，KV低，最⾼输出电流⼩，扭⼒⼤；绕线匝数少的，KV⾼，最⾼输出电流⼤，扭⼒⼩；
⾃⼰的⼀些经验：
1、计算⾓度信息⼀定要⽤电⾓度，⽽不能直接计算
2、电机的最⾼转速与电流和编码器采样频率也有⼀定关系；
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