01

FOC算法

FOC（Field Oriented Control）磁場定向控制，也稱是Vector Control矢量控制。電機的磁場通常包括三種，定子磁場，氣隙磁場，轉子磁場。對于永磁電機控制最常用的定向方式就是轉子磁場定向，將選擇坐標系的d軸定在轉子永磁體的N極。

(資料圖片僅供參考)

此外，對于PMSM的控制都是建立在與轉子磁通同步旋轉的dq軸坐標系的，得到數學方程

式中：

通過控制PMSM的d軸電流和q軸電流來控制電機的轉矩。通過控制逆變器的輸出電壓來控制電機的d軸電流和q軸電流。控制框圖如下[1]，給定d軸電流和q軸電流，通過電流控制器控制電機實際的d軸電流和q軸電流跟隨給定值變化。電流控制器的設計方法很多，在此不再累述。

FOC控制框圖

對于各個環節的信號的波形可以參考下圖[2]，

FOC控制信號示意圖

由于輸入是三相靜止坐標系下的三相電流，需要通過Clarke和Park變換至dq軸同步坐標系下，此外在dq軸同步坐標系下電流控制器輸出的dq軸電壓也需要通過Clarke和Park逆變換至三相靜止坐標系

關于Clarke Transform和Inverse Clarke Transform請參考MATLAB幫助文件的鏈接，一般情況下我們都是使用幅值守恒變換。

02

FOC算法的Simulink模型

Simulink模型如下：

FOC算法的Simulink模型

Current Controller的Simulink模型