FOC算法详解之SVPWM视频教程

FOC（ Field Oriented Control ），磁场定向控制，又称磁场矢量控制。
目前是无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）高效控制的最佳选择
特点：通过精确地控制磁场大小与方向，使得电机的运动转矩平稳、噪声小、效率高，并且具有高速的动态响应。
FOC 的核心思想是将三相交流电机的控制转换为对应的直流电机控制。具体来说，FOC 通过以下步骤实现:
测量电机的转子位置和相电流。
将三相电流转换为两相固定坐标系（d-q坐标系）的电流分量。
根据转子位置信息，将d-q坐标系的电流分量转换为与转子磁场垂直的分量（转矩分量）和与转子磁场平行的分量（磁通分量）。
独立控制转矩分量和磁通分量，从而实现电机的精准控制。


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在FOC算法中，SVPWM是一种高效的电机控制技术

SVPWM通过逆变器的开关状态组合，生成逼近圆形的旋转磁场，从而控制电机的转矩和速度

如果想要实现SVPWM，那么首先要进行扇区判断

相比SPWM，SVPWM的直流电压利用率提高15%

SVPWM通过对称插入零矢量，减少PWM谐波，改善电机运行平稳性

SVPWM具有动态响应快的优势。它可以直接控制电压矢量，适合高性能电机控制场景

void setPhaseVoltage(float Uq, float Ud, float angle_el) {
    int sector = (angle_el / _PI_3) + 1; // 扇区判断
    float T1 = _SQRT3 * _sin(sector * _PI_3 - angle_el) * Uq / driver.voltage_limit;
    float T2 = _SQRT3 * _sin(angle_el - (sector - 1) * _PI_3) * Uq / driver.voltage_limit;
    float T0 = 1 - T1 - T2; // 零矢量作用时间

    float Ta, Tb, Tc;
    switch (sector) {
        case 1:
            Ta = T1 + T2 + T0 / 2;
            Tb = T2 + T0 / 2;
            Tc = T0 / 2;
            break;
        // 其他扇区类似处理...
    }
    // 更新PWM占空比
    driver.setPwm(Ta, Tb, Tc);
}

实际电路中需设置死区时间，防止上下桥臂直通导致短路

当目标矢量超出范围时，需进行饱和处理

其核心在于扇区判断、作用时间计算和占空比分配，结合FOC算法可显著提升电机的动态性能和能效

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