双闭环FOC

最新推荐文章于 2024-09-26 19:53:11 发布

原创

最新推荐文章于 2024-09-26 19:53:11 发布 · 661 阅读

7 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#算法 #matlab #stm32

本文详细介绍了双闭环FOC控制策略，包括Clark变换、Park变换、三相PMSM电机方程、SVPWM原理及其实现。内容涵盖了转速环和电流环的PI调节器参数整定，适用于电机控制系统的设计与仿真。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

双闭环FOC

参考自《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》袁雷编著

1.Clark变换

自然坐标系->α-β坐标系(Clark变换)

$\begin{bmatrix} f_α&f_β&f_0 \end{bmatrix}^T =T_{3S/2S} \begin{bmatrix} f_A&f_B&f_C \end{bmatrix}^T$

f代表电机的电压、电流或磁链等变量；T_3s/2s为坐标变换矩阵

$T_{3S/2S}=k\begin{bmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2} \\\\ 0 & \frac{\sqrt{3}}{2} & -\frac{\sqrt{3}}{2} \\\\ \frac{\sqrt{2}}{2} & \frac{\sqrt{2}}{2} &\frac{\sqrt{2}}{2} \end{bmatrix}\\\\$

$幅值不变k=\frac{2}{3}$

$功率不变k=\sqrt{\frac{2}{3}}$

$三相对称系统，静止坐标系中f_0可忽略$

void Clark_cal(void)
{
   
    
  Clark.Alpha = (Clark.A - (Clark.B + Clark.C) * 0.5) * 2.0 / 3.0;
  Clark.Beta = (Clark.B - Clark.C) * 0.8660254037844386 * 2.0 / 3.0;
}

α-β坐标系->自然坐标系(反Clark变换)

$\begin{bmatrix}f_A&f_B&f_C\end{bmatrix}^T=T_{3S/2S}\begin{bmatrix}f_\alpha&f_\beta&f_0\end{bmatrix}^T$

T_2s/3s为坐标变换矩阵

$T_{2S/3S}=T^{-1}_{3S/2S}=\begin{bmatrix} 1 & 0 & \frac{\sqrt{2}}{2} \\\\ -\frac{1}{2} & \frac{\sqrt{3}}{2} & -\frac{\sqrt{2}}{2} \\\\ -\frac{1}{2} & -\frac{\sqrt{3}}{2} &\frac{\sqrt{2}}{2} \end{bmatrix}$

static void Anti_Clark_cal(void)
{
   
   
  Anti_Clark.A = Anti_Clark.Alpha;
  Anti_Clark.B = -0.5 * Anti_Clark.Alpha + 0.8660254037844386 * Anti_Clark.Beta;
  Anti_Clark.C = -0.5 * Anti_Clark.Alpha - 0.8660254037844386 * Anti_Clark.Beta;
}

2.Park变换

α-β坐标系->d-q坐标系（Park变换）

$\begin{bmatrix}f_d&f_q\end{bmatrix}^T=T_{2s/2r}\begin{bmatrix}f_\alpha&f_\beta\end{bmatrix}^T$

$T_{2S/2r}=\begin{bmatrix} cos\theta_e & sin\theta_e \\\\ -sin\theta_e & cos\theta_e \end{bmatrix}$

void Plark_cal(void)
{
   
   
  Plark.D = Plark.Alpha * cos(Plark.The) + Plark.Beta * sin(Plark.The);
  Plark.Q = -Plark.Alpha * sin(Plark.The) + Plark.Beta * cos(Plark.The);
}

d-q坐标系->α-β坐标系（反Park变换）

$\begin{bmatrix}f_\alpha&f_\beta\end{bmatrix}^T=T_{2r/2s}\begin{bmatrix}f_d&f_q\end{bmatrix}^T$

$T_{2r/2s}=T^{-1}_{2s/2r}=\begin{bmatrix} cos\theta_e & -sin\theta_e \\\\ sin\theta_e & cos\theta_e \end{bmatrix}$

void Anti_Park_cal(void)
{
   
   
  Anti_Park.Ualpha = cos(Anti_Park.The) * Anti_Park.Vd - sin(Anti_Park.The) * Anti_Park.Vq;
  Anti_Park.Ubeta = sin(Anti_Park.The) * Anti_Park.Vd + cos(Anti_Park.The) * Anti_Park.Vq;
}