FOC算法C预言实现

FOC算法是一种用于控制电机的算法，其全称为Field-Oriented Control，中文名为场向控制。它是一种基于磁场的控制方法，能够使电机在不同负载下保持稳定的转速和转矩，并且具有高效率、低噪音等优点。

下面是FOC算法的C语言实现代码，以STM32为例：

首先需要定义一些常量和变量：

#define PI 3.14159265358979323846f

float Id_ref = 0.0f; //d轴电流参考值
float Iq_ref = 0.0f; //q轴电流参考值
float Id = 0.0f; //d轴电流实际值
float Iq = 0.0f; //q轴电流实际值
float I_alpha = 0.0f; //α轴电流实际值
float I_beta = 0.0f; //β轴电流实际值
float Vd = 0.0f; //d轴电压实际值
float Vq = 0.0f; //q轴电压实际值
float theta_elec = 0.0f; //电角度
float theta_mech = 0.0f; //机械角度
float speed = 0.0f; //转速
float torque = 0.0f; //转矩
float Kp = 0.0f; //比例系数
float Ki = 0.0f; //积分系数
float Kc = 0.0f; //补偿系数
float Tc = 0.0f; //补偿时间常数
float Ts = 0.001f; //采样时间
float Udc = 24.0f; //母线电压

float sin_theta_elec = 0.0f;
float cos_theta_elec = 0.0f;
float sin_theta_mech = 0.0f;
float cos_theta_mech = 0.0f;

然后需要实现PI控制器，用于计算d轴和q轴电流的误差，并输出控制电压。

float Id_error = 0.0f;
float Iq_error = 0.0f;
float Vd_error = 0.0f;
float Vq_error = 0.0f;
float V_alpha = 0.0f;
float V_beta = 0.0f;
float Vd_out = 0.0f;
float Vq_out = 0.0f;
float Id_integ = 0.0f;
float Iq_integ = 0.0f;

void PI_controller(void)
{
    Id_error = Id_ref - Id;
    Iq_error = Iq_ref - Iq;
    Id_integ += Id_error * Ts;
    Iq_integ += Iq_error * Ts;
    Vd_error = Kp * Id_error + Ki * Id_integ;
    Vq_error = Kp * Iq_error + Ki * Iq_integ;
    Vd_out = Vd_error + Kc * (Vd_error - Vd_error_prev) / Tc;
    Vq_out = Vq_error + Kc * (Vq_error - Vq_error_prev) / Tc;
    Vd_out = (Vd_out > Udc) ? Udc : ((Vd_out < -Udc) ? -Udc : Vd_out);
    Vq_out = (Vq_out > Udc) ? Udc : ((Vq_out < -Udc) ? -Udc : Vq_out);
    Vd_error_prev = Vd_error;
    Vq_error_prev = Vq_error;
    V_alpha = Vd_out * cos_theta_elec - Vq_out * sin_theta_elec;
    V_beta = Vd_out * sin_theta_elec + Vq_out * cos_theta_elec;
}

最后需要实现Park和Clarke变换，将三相电流转换为d轴和q轴电流，并将d轴和q轴电压转换为三相电压。

void Park_transform(void)
{
    I_alpha = Ia * cos_theta_elec + Ib * cos_theta_elec_120 + Ic * cos_theta_elec_240;
    I_beta = -(Ia * sin_theta_elec + Ib * sin_theta_elec_120 + Ic * sin_theta_elec_240);
    Id = I_alpha * cos_theta_elec - I_beta * sin_theta_elec;
    Iq = I_alpha * sin_theta_elec + I_beta * cos_theta_elec;
}

void Clarke_transform(void)
{
    Ia = 2.0f / 3.0f * (I_alpha + 0.5f * I_beta);
    Ib = 2.0f / 3.0f * (-0.5f * I_alpha + 0.5f * sqrt(3.0f) * I_beta);
    Ic = 2.0f / 3.0f * (-0.5f * I_alpha - 0.5f * sqrt(3.0f) * I_beta);
}

void Inverse_Park_transform(void)
{
    V_alpha = Vd_out * cos_theta_elec - Vq_out * sin_theta_elec;
    V_beta = Vd_out * sin_theta_elec + Vq_out * cos_theta_elec;
    Va = V_alpha;
    Vb = -0.5f * V_alpha + 0.5f * sqrt(3.0f) * V_beta;
    Vc = -0.5f * V_alpha - 0.5f * sqrt(3.0f) * V_beta;
}

上述代码是FOC算法的一个基本实现，具体实现方式可能会有所差异，具体实现时需要根据具体情况进行调整。