foc代码分析

1万 · 2025-3-25 08:18

[i=s] 本帖最后由 keer_zu 于 2025-3-25 08:20 编辑 [/i]<br /> <br />

ODrive的FOC（磁场定向控制）代码分析如下：

核心类：FieldOrientedController，继承自 AlphaBetaFrameController和 ComponentBase，支持电流控制模式和电压控制模式。
关键文件：
- foc.hpp：定义类的接口、配置参数、状态变量和输入端口。
- foc.cpp：实现控制逻辑，包括Clarke/Park变换、PI控制、调制信号生成等。

Clarke变换（AlphaBetaFrameController::on_measurement）：
- 将三相电流（currents[3]）转换为静止坐标系下的αβ分量（Ialpha_beta）。
- 公式：
Park变换（get_alpha_beta_output）：
- 将αβ电流转换为旋转坐标系下的dq分量（Idq），依赖相位估计（phase_和 phase_vel_）。
- 公式：
逆Park变换（get_alpha_beta_output）：
- 将调制信号从dq坐标系转换回αβ坐标系，用于生成PWM信号。
(2) 控制模式
- 电流控制模式（enable_current_control_ == true）：
  - 使用PI控制器跟踪 Idq_setpoint，结合前馈电压 Vdq_setpoint。
  - 积分抗饱和逻辑：当调制信号幅值超过80%时，抑制积分项（v_current_control_integral_d/q *= 0.99）。
- 电压控制模式：
  - 直接使用 Vdq_setpoint生成调制信号，无反馈控制。
(3) 调制信号生成
- 调用 SVM函数进行空间矢量调制，生成三相PWM占空比（tA, tB, tC）。
- 错误处理：检测NaN和调制幅值超限（ERROR_MODULATION_IS_NAN和 ERROR_MODULATION_MAGNITUDE）。

1万 · 2025-3-25 08:21

覆盖多种异常场景：
- 未初始化（ERROR_CONTROLLER_INITIALIZING）。
- 数据缺失（如 ERROR_UNKNOWN_VOLTAGE_COMMAND）。
- 调制异常（如NaN或幅值超限）。

1万 · 2025-3-25 08:21

1万 · 2025-3-25 08:21

优点：
- 结构清晰，模块化设计（分离Clarke/Park变换、SVM调制、控制逻辑）。
- 完善的错误检测和抗饱和机制。
注意事项：
- 需确保 SVM函数正确实现，避免调制失败。
- 时间戳同步逻辑需硬件配合，防止溢出或漂移。
- 电流/电压设定值的来源（如 Idq_setpoint_src_）需可靠，避免空值引发异常。

此代码实现了FOC的核心功能，适用于电机控制场景，但在高动态或高精度应用中需进一步优化参数和时序处理。