步进电机FOC控制程序

步进电机FOC控制程序是一种针对步进电机的矢量控制方法。下面是一个简单的步进电机FOC控制程序的示例：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

// 定义 PI 值
#define M_PI 3.14159265358979323846

// 定义步进电机参数
#define STEPS_PER_REVOLUTION 200   // 每转步数
#define MICROSTEPS 16              // 微步数
#define MAX_ACCELERATION 1000      // 最大加速度

// 定义PID控制器参数
#define Kp 1.0
#define Ki 0.0
#define Kd 0.0

// 定义电机状态
typedef struct {
  float position;
  float speed;
  float acceleration;
} MotorState;

// 初始化电机状态
void init_motor_state(MotorState *state) {
  state->position = 0;
  state->speed = 0;
  state->acceleration = 0;
}

// 计算相角
float calculate_phase_angle(float angle) {
  return (angle / (2 * M_PI)) * STEPS_PER_REVOLUTION * MICROSTEPS;
}

// 计算电机状态
void update_motor_state(MotorState *state, float angle, float dt) {
  float target_speed = calculate_phase_angle(angle) / dt;
  float error = target_speed - state->speed;
  float delta_acceleration = Kp * error + Ki * state->acceleration + Kd * (error - state->speed);
  state->acceleration = fmin(MAX_ACCELERATION, fmax(-MAX_ACCELERATION, delta_acceleration));
  state->speed += state->acceleration * dt;
  state->position += state->speed * dt;
}

// 主函数
int main() {
  MotorState state;
  init_motor_state(&state);

  // 设置目标相角和时间步长
  float target_angle = 5 * M_PI;
  float dt = 0.001;

  // 模拟控制电机的运动
  for (float time = 0; time < 10; time += dt) {
    update_motor_state(&state, target_angle, dt);
    printf("Time: %f, Angle: %f, Speed: %f, Acceleration: %f\n", time, state.position, state.speed, state.acceleration);
  }

  return 0;
}

在这个示例中，我们使用了 PID 控制器来计算电机的加速度。首先，我们定义了步进电机的一些参数，如每转步数、微步数和最大加速度。我们还定义了 PID 控制器的参数。然后，我们定义了一个电机状态结构体，其中包含电机的位置、速度和加速度。接下来，我们定义了一些函数来初始化电机状态、计算相角和更新电机状态。最后，我们在主函数中模拟了控制电机的运动，并输出了每个时间步的电机状态。