FOC - SVPWM

FOC vector control

电机矢量控制FOC通过转子坐标系的转换,实现动态电流控制。实现的几个环节,相电流phase current -> Park(Ialpha/Ibeta) -> Clarke(Iq/Id) -> current PID(target Iq/Id) -> reverse Park(Valpha/Vbeta) -> SVPWM -> PWM duty cycle。
在这里插入图片描述

SVPWM(SVM)

在这里插入图片描述
调制谐波为正弦波时,输出电压幅值不变。调制谐波为sin(t)+1/6sin(3t),正弦波的放大倍数为1.155倍(2/√3( sin(t)+1/6sin(3t) ) <= 1)。而且,因为电机三相的相位差为120,线电压上的三次谐波会互相抵消。
在这里插入图片描述
因为Inverter三相全桥的硬件开关特性,分为6个区域进行控制。剩余的两个开关状态为000及111。6个区域的SVPWM对应为:
在这里插入图片描述
转换至每个PWM及ADC采样周期域,
在这里插入图片描述
每个周期进行ADC采样及反馈控制,采样点可以选择上溢,或者CC4触发,需要计算判断ADC采样周期是否充足。使用互补PWM,上下管死区时间和硬件相关。

<think>好的,用户想了解FOC算法和SVPWM算法的原理、实现方式和应用场景。首先,我需要回顾自己掌握的相关知识,并结合提供的引用内容来组织回答。 首先,FOC(Field-Oriented Control)即磁场定向控制,主要用于电机控制,尤其是无刷电机。核心原理是将电机的三相电流分解为励磁分量和转矩分量,分别控制以提高效率。可能需要解释坐标变换,比如Clark变换和Park变换,以及如何通过PI调节器进行闭环控制。引用[2]提到FOC通过电压矢量合成三相正弦电压,这需要进一步展开。 然后是SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation),空间矢量脉宽调制,用于生成驱动逆变器的PWM信号。需要说明其基本思想是将电压矢量分解为六个扇区,并利用相邻矢量合成目标矢量。引用[1]和[3]提到了扇区判断和占空比计算,这部分需要详细说明实现步骤,比如如何计算wX、wY、wZ,以及如何确定扇区号和占空比。 实现部分,引用[4]的测试代码展示了角度变化和函数调用流程,可以结合代码示例说明FOCSVPWM的配合使用。需要解释代码中的AntiParkTransfer、CalculateSector等函数的作用,以及如何生成PWM占空比。 应用场景方面,FOC+SVPWM广泛应用于电机驱动,如电动汽车、工业机器人等,引用[2]提到驱动无刷电机,可以列举更多具体应用。同时,需要强调高精度控制、高效能转换等优势。 可能还需要注意用户提到的“生成相关问题”,在回答后需要准备相关问题,如优化方法、与其他调制技术的对比等。 需要确保回答符合用户要求的结构,分点清晰,使用中文,数学公式用正确格式,并正确引用提供的参考资料。同时检查是否有遗漏或错误,比如坐标变换的步骤是否正确,SVPWM的实现流程是否准确,代码示例是否恰当等。</think>### FOC算法与SVPWM算法解析 #### 1. FOC算法原理 FOC(Field-Oriented Control,磁场定向控制)是一种用于电机控制的高效方法,核心思想是将电机的三相电流分解为**励磁分量**(d轴)和**转矩分量**(q轴),实现解耦控制[^2]。 - **坐标变换**:通过Clark变换将三相电流$i_a, i_b, i_c$转换为静止坐标系下的两相电流$i_\alpha, i_\beta$,再通过Park变换将其转换为旋转坐标系下的$i_d, i_q$。 - **闭环控制**:利用PI调节器分别控制$i_d$和$i_q$,使其跟踪目标值,再通过反Park变换得到电压矢量$V_\alpha, V_\beta$,最终通过SVPWM生成驱动信号[^3]。 #### 2. SVPWM算法原理 SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation,空间矢量脉宽调制)通过合成电压矢量的方式逼近目标电压波形,其核心步骤如下: 1. **扇区判断**:根据$V_\alpha, V_\beta$计算辅助变量$wX, wY, wZ$,并判断目标矢量所在的扇区(共6个扇区)[^1]。 2. **占空比计算**:基于相邻两个基本矢量和零矢量,计算各相的导通时间,公式为: $$T_{on} = \frac{\sqrt{3} \cdot T_s}{V_{dc}} \cdot |V| \cdot \sin(60^\circ - \theta)$$ 其中$T_s$为PWM周期,$V_{dc}$为直流母线电压。 #### 3. 实现方式 FOCSVPWM的代码实现通常包括以下模块: - **坐标变换**:Clark、Park及反Park变换(如引用[4]中的`AntiParkTransfer`函数)。 - **SVPWM生成**:扇区判断、占空比计算(如`CalculateSector`和`CalulateDutyCycle`函数)。 - **角度更新**:通过编码器或传感器获取转子角度,动态调整电压矢量方向(如引用[4]中的角度变化模拟)。 示例代码片段(基于引用[4]): ```c // 反Park变换生成Vα、Vβ AntiParkTransfer(dq_Aix, &ab_Aix); // 计算SVPWM扇区和占空比 CalculateSector(ab_Aix, &Svpwm_Ctrl); CalulateDutyCycle(&Svpwm_Ctrl, &PhaseTime); ``` #### 4. 应用场景 - **无刷电机驱动**:如无人机、电动汽车的电机控制[^2]。 - **工业自动化**:机器人关节、数控机床的高精度运动控制。 - **家电领域**:变频空调、洗衣机等高效能设备。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值