永磁同步电机foc控制

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）FOC（Field Oriented Control）控制是一种常见的控制方法。FOC控制可以使永磁同步电机的转矩和转速响应更加快速和平滑，同时可以提高效率和降低噪音。

FOC控制的基本思想是将永磁同步电机的磁场分解为两个正交的磁场：一个是定子坐标系下的磁场，另一个是转子坐标系下的磁场。然后通过控制两个磁场的大小和相位角来控制永磁同步电机的转矩和转速。

FOC控制主要包括以下几个步骤：

1. 从三相交流电源中获取电流反馈信号，并转换为dq坐标系下的电流信号。

2. 通过dq坐标系下的正弦波信号生成器产生定子坐标系下的磁场矢量。

3. 通过dq坐标系下的电流控制器控制电流，使得电流与磁场矢量在dq坐标系下保持同步。

4. 通过dq坐标系下的转速估算器，对电机的转速进行估算。

5. 通过dq坐标系下的转矩控制器控制磁场矢量的大小和相位角，从而控制电机的转矩和转速。

FOC控制是一种成熟的永磁同步电机控制方法，广泛应用于电动汽车、电机驱动器、空调压缩机等领域。

相关问题

永磁同步电机foc控制simulink

好的，针对您的问题，我可以提供以下思路：

1. 首先，您需要了解永磁同步电机（PMSM）的基本特性和FOC控制方法的原理。

2. 接着，您可以在Simulink中建立一个PMSM模型，包括电机本身、电机驱动器和FOC控制器。

3. 然后，您可以使用Simulink中的控制器设计工具箱，设计和调整FOC控制器的参数。

4. 最后，您可以进行仿真实验，验证FOC控制器的性能和稳定性，并通过调整参数来优化控制效果。

需要注意的是，这个过程可能比较复杂，需要一定的电机和控制知识。如果您不熟悉这方面的知识，建议先学习相关的理论和实践，或者寻求专业人士的帮助。

永磁同步电机foc控制转速及电流环C代码

以下是一个简单的永磁同步电机FOC控制的转速和电流环的C代码：

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

#define PI 3.14159265358979

// 定义结构体存储电机参数
typedef struct {
    double Rs;          // 马达定子电阻
    double Ld;          // 马达定子d轴电感
    double Lq;          // 马达定子q轴电感
    double J;           // 马达转动惯量
    double P;           // 马达极数
    double Ke;          // 电动势常数
    double Kt;          // 转矩常数
    double Tm;          // 额定负载转矩
    double rated_speed; // 额定转速
} MotorParam;

// 定义结构体存储FOC控制器参数
typedef struct {
    double Ts;          // 采样时间
    double Kp;          // 比例系数
    double Ki;          // 积分系数
    double Kc;          // 当前环PID控制器比例系数
    double Kd;          // 当前环PID控制器微分系数
    double speed_ref;   // 目标转速
    double current_ref; // 目标电流
    double Id;          // 直轴电流
    double Iq;          // 交轴电流
    double Ia;          // A相电流
    double Ib;          // B相电流
    double Ic;          // C相电流
    double Va;          // A相电压
    double Vb;          // B相电压
    double Vc;          // C相电压
    double speed;       // 实际转速
    double theta_e;     // 电角度
    double theta_m;     // 机械角度
    double theta_m_old; // 上一次的机械角度
    double error_speed; // 转速误差
    double error_current;// 电流误差
    double integral_speed;// 转速积分
    double integral_current;// 电流积分
    double u_d;         // 直轴电压
    double u_q;         // 交轴电压
    double u_alpha;     // α轴电压
    double u_beta;      // β轴电压
} FOCParam;

// 计算矢量旋转
void SVPWM(double u_alpha, double u_beta, double theta_e, double* t1, double* t2, double* t0) {
    double ta, tb, tc;
    double ua, ub, uc;
    double cos_theta = cos(theta_e);
    double sin_theta = sin(theta_e);
    ua = u_alpha * cos_theta + u_beta * sin_theta;
    ub = -u_alpha * sin_theta + u_beta * cos_theta;
    uc = -ua - ub;
    ta = (1.0 / sqrt(3)) * (ua - 0.5 * ub - 0.5 * uc);
    tb = (1.0 / sqrt(3)) * (ub - 0.5 * ua - 0.5 * uc);
    tc = (1.0 / sqrt(3)) * (uc - 0.5 * ua - 0.5 * ub);
    *t1 = 0.5 * (1.0 - ta - tb);
    *t2 = 0.5 * (1.0 - tb - tc);
    *t0 = 0.5 * (1.0 - tc - ta);
}

// FOC控制器
void FOCControl(MotorParam* motor, FOCParam* foc) {
    double omega_r;  // 转子电角速度
    double T_r;      // 电磁转矩
    double T_e;      // 机械转矩
    double theta_r;  // 转子电角度
    double theta_m;  // 机械角度
    double dIq;      // 交轴电流变化量
    double dId;      // 直轴电流变化量
    double u_alpha, u_beta;
    double t1, t2, t0;
    double u_d_old, u_q_old;
    double Ta, Tb, Tc;

    // 计算转矩
    omega_r = foc->speed / motor->P;
    T_r = motor->Ke * (foc->Iq * sin(foc->theta_e) - foc->Id * cos(foc->theta_e));
    T_e = T_r - motor->Tm;
    dIq = foc->Ki * foc->Ts * (foc->current_ref - foc->Iq);
    dId = foc->Ki * foc->Ts * (0.0 - foc->Id);
    foc->Iq += dIq;
    foc->Id += dId;

    // 计算电角度和机械角度
    theta_r = foc->theta_e + motor->P * omega_r * foc->Ts;
    theta_m = theta_r / motor->P;
    foc->theta_m = fmod(theta_m, 2.0 * PI);
    if (foc->theta_m < 0.0) {
        foc->theta_m += 2.0 * PI;
    }

    // 转速控制
    foc->error_speed = foc->speed_ref - foc->speed;
    foc->integral_speed += foc->error_speed * foc->Ts;
    foc->u_q = foc->Kp * foc->error_speed + foc->Ki * foc->integral_speed;
    foc->u_q = fmax(fmin(foc->u_q, 10.0), -10.0);

    // 电流控制
    foc->error_current = foc->current_ref - foc->Iq;
    foc->integral_current += foc->error_current * foc->Ts;
    foc->u_d = foc->Kp * foc->error_current + foc->Ki * foc->integral_current;
    foc->u_d = fmax(fmin(foc->u_d, 10.0), -10.0);

    // 转换到直交坐标系
    u_alpha = foc->u_d * cos(foc->theta_e) - foc->u_q * sin(foc->theta_e);
    u_beta = foc->u_d * sin(foc->theta_e) + foc->u_q * cos(foc->theta_e);

    // 计算SVPWM波形
    SVPWM(u_alpha, u_beta, foc->theta_e, &t1, &t2, &t0);

    // 更新电压
    foc->u_alpha = u_alpha;
    foc->u_beta = u_beta;

    // 计算电流
    Ta = motor->Kt * (t1 - 0.5 * t2 - 0.5 * t0);
    Tb = motor->Kt * (t2 - 0.5 * t0 - 0.5 * t1);
    Tc = motor->Kt * (t0 - 0.5 * t1 - 0.5 * t2);
    foc->Ia = Ta / motor->Ke;
    foc->Ib = Tb / motor->Ke;
    foc->Ic = Tc / motor->Ke;

    // 计算电角度
    foc->theta_e += omega_r * foc->Ts;

    // 保存直轴电压
    u_d_old = foc->u_d;
    u_q_old = foc->u_q;

    // 计算直轴电压
    foc->u_d = foc->Kp * (foc->Id - (motor->Ld / motor->Rs) * foc->Ia) - foc->Kc * (foc->u_d - u_d_old) / foc->Ts;
    foc->u_d = fmax(fmin(foc->u_d, 10.0), -10.0);

    // 计算交轴电压
    foc->u_q = foc->Kp * (foc->Iq - (motor->Lq / motor->Rs) * foc->Ib) - foc->Kc * (foc->u_q - u_q_old) / foc->Ts;
    foc->u_q = fmax(fmin(foc->u_q, 10.0), -10.0);

    // 更新电流
    dIq = foc->Ki * foc->Ts * (foc->current_ref - foc->Iq);
    dId = foc->Ki * foc->Ts * (foc->u_d - foc->Id);
    foc->Iq += dIq;
    foc->Id += dId;
}

// 主函数
int main() {
    MotorParam motor;
    FOCParam foc;

    // 初始化电机参数
    motor.Rs = 1.0;
    motor.Ld = 0.01;
    motor.Lq = 0.02;
    motor.J = 0.1;
    motor.P = 4;
    motor.Ke = 0.1;
    motor.Kt = 0.1;
    motor.Tm = 0.0;
    motor.rated_speed = 2000.0;

    // 初始化FOC控制器参数
    foc.Ts = 0.0001;
    foc.Kp = 0.1;
    foc.Ki = 50.0;
    foc.Kc = 0.1;
    foc.Kd = 0.0;
    foc.speed_ref = 1000.0;
    foc.current_ref = 1.0;
    foc.Id = 0.0;
    foc.Iq = 0.0;
    foc.Ia = 0.0;
    foc.Ib = 0.0;
    foc.Ic = 0.0;
    foc.Va = 0.0;
    foc.Vb = 0.0;
    foc.Vc = 0.0;
    foc.speed = 0.0;
    foc.theta_e = 0.0;
    foc.theta_m = 0.0;
    foc.theta_m_old = 0.0;
    foc.error_speed = 0.0;
    foc.error_current = 0.0;
    foc.integral_speed = 0.0;
    foc.integral_current = 0.0;
    foc.u_d = 0.0;
    foc.u_q = 0.0;
    foc.u_alpha = 0.0;
    foc.u_beta = 0.0;

    // 模拟FOC控制
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        FOCControl(&motor, &foc);
        foc.speed = motor.rated_speed * motor.P * (foc.theta_m - foc.theta_m_old) / (2.0 * PI * foc.Ts);
        foc.theta_m_old = foc.theta_m;
        printf("%lf,%lf,%lf,%lf\n", foc.speed, foc.current_ref, foc.Iq, foc.u_q);
    }

    return 0;
}

这段代码实现了一个简单的FOC控制器，包括转速和电流环控制。在`FOCControl`函数中，我们首先计算电机转矩和角度，然后进行转速和电流控制，最后计算SVPWM波形，更新电压和电流。在主函数中，我们模拟了10000个采样周期，每个周期的时长为0.0001秒，输出了转速、目标电流、实际电流和交轴电压。

需要注意的是，这段代码仅供参考，实际应用中需要根据具体电机和控制器的参数进行修改和优化。