BLDC电机的FOC控制

使用空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法，将三相电压转换为PWM信号，驱动电机

FOC控制技术可以应用于有感FOC和无感FOC两种场景。有感FOC通过传感器检测转子位置，而无感FOC则通过算法估算转子位置。

FOC控制需要实时检测电机电流，并通过编码器或霍尔传感器等装置获取转子位置信息。

有感方案依赖编码器提供精确位置反馈；无感方案通过电流采样估算转子位置，简化布线并降低成本

BLDC 的转矩由定子电流产生的磁场与转子永磁体磁场的相互作用产生，转矩大小与两个磁场的夹角正弦值成正比

电流检测：通过电流传感器检测电机的三相电流。
Clark变换：将三相电流转换为两相静止坐标系下的电流。
Park变换：将两相静止坐标系下的电流转换为两相旋转坐标系下的电流，得到d轴和q轴电流。
电流控制：通过PI控制器对d轴和q轴电流进行控制，使其达到期望值。
逆Park变换：将控制后的d轴和q轴电流转换回两相静止坐标系下的电流。
逆Clark变换：将两相静止坐标系下的电流转换回三相电流。
PWM生成：通过PWM（脉宽调制）技术生成控制信号，驱动电机。

通过精确控制电机定子电流的大小、方向和相位，实现电机的高效、平稳运行。

FOC采用多闭环控制结构，从内到外依次为：
电流环：通过PI调节器控制Id和Iq，使其跟踪目标值。
速度环：根据速度反馈调整Iq参考值，实现速度控制。
位置环：通过位置传感器（如编码器）反馈，实现精确位置控制。

支持转速、转矩、位置三闭环控制，适用于频繁启停和负载突变的场景

速度环、电流环、角度环的多级闭环控制，需调校PID参数以平衡响应速度与稳定性

PWM占空比过小可能导致采样不准，应设置最小占空比或采用多电阻采样方案

相比传统梯形波控制，FOC生成平滑的正弦电流波形，显著降低转矩脉动和振动噪声

通过精准控制电流矢量与转子磁场夹角，减少无功损耗

核心思想是将三相电机的定子电流分解为与转子磁场方向一致的励磁分量（d轴）和垂直于磁场方向的转矩分量（q轴），通过独立控制这两个分量，实现对电机转矩和磁场的精确控制