PMSM FOC控制详解：从角度处理到SVPWM调制

"电机控制原理参考资料，作者梁江枫，版本v2.0，日期2020-01-12，主要内容涉及电机FOC（磁场定向控制）的各个关键模块，包括角度处理、电流反馈、转矩补偿、PI调节、电压计算以及死区补偿和SVPWM调制等技术。" 电机控制是现代工业领域中的核心技术之一，特别是在永磁同步电机（PMSM）的应用中，FOC控制方法因其高精度和动态性能而备受青睐。本参考资料详细阐述了电机FOC控制的多个核心环节： 1. **角度处理模块AngleModule**： - **电角度与零位AngleDeal**：电角度是电机控制系统的基础，用于跟踪电机的位置。它通常通过霍尔传感器或编码器获取，并需校准零位以确保准确的电机控制。 - **机械转速计算CalMotorVelo**：根据电角度的变化率计算出电机的机械转速，这对实时监控和控制电机性能至关重要。 2. **电流Id和Iq反馈CalIdqFb**： - **坐标变换**：在FOC中，将三相交流电流转换为直轴Id和交轴Iq坐标，以便独立控制磁场和转矩。 - **滑动平均滤波处理**：用于平滑电流采样值，减少噪声对控制的影响，提高控制稳定性。 3. **转矩电流补偿TorqueCurCom**： - **电流矢量的分解**：将总电流分解为产生磁场的励磁电流和产生转矩的电流两个部分。 - **稳态下的转矩补偿**：在电机运行过程中，通过补偿电流来保持恒定的转矩输出。 4. **电流PI调节CurrentPIAdjust**： - **位置式PID模拟控制的离散算法**：采用PID控制器调整Id和Iq电流，确保电机按照期望轨迹运行。 - **改进的数字PI算法**：优化算法以减少数字处理中的延迟和振荡问题。 - **积分量化误差的消除**：解决积分器在低分辨率系统中的累积误差问题。 5. **计算电机电压CalUdUq**： - **PMSM的数学模型**：建立电机数学模型，计算所需的电压以驱动电机。 - **PMSM矢量控制系统的标幺化设计**：将实际电压和电流转换为标幺值，便于控制器设计和实现。 6. **电压PI调节与弱磁VoltagePIAdjust**： - **弱磁升速策略**：在高转速下，通过降低励磁电流实现弱磁，以达到更高的转速范围。 - **电压环输出实现自动弱磁**：自动调节电压，适应电机不同工况。 7. **死区补偿DeadTimeCom**： - **死区效应分析**：由于功率开关器件的开通和关断存在时间间隔，导致电流不连续，分析这一现象及其对电机性能的影响。 - **SVPWM逆变器时间补偿法**：采用特定的PWM调制策略补偿死区时间带来的误差。 8. **七段SVPWM调制SevenSvpwm**： - **基本电压空间矢量**：定义SVPWM的基本组成单元。 - **参考矢量分解及作用时间分配**：确定每个矢量的作用时间和顺序。 - **各扇区矢量的先后作用顺序及占空比**：优化调制过程以减小谐波影响。 - **电压标幺化的基值变换处理**：将实际电压转换为标幺值，以匹配电机特性。 - **矢量所在扇区判断**：根据电机状态确定当前矢量所在区域。 - **矢量切换时刻及对应占空比**：精确控制PWM信号的产生。 本资料全面涵盖了电机FOC控制的各个环节，适合从事电机控制研究和工程应用的专业人士学习和参考。