FOC控制
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-01
FOC控制的視頻教程
利用Simulink進(jìn)行電機(jī)的磁場(chǎng)導(dǎo)向控制（FOC）算法的設(shè)計(jì)
利用Simulink進(jìn)行電機(jī)的磁場(chǎng)導(dǎo)向控制（FOC）算法的設(shè)計(jì)，FOC控制算法廣泛應(yīng)用于新能源汽車的永磁同步電機(jī)的控制。
免費(fèi) 28分鐘 205播放
查看
Altair Activate-更高效集成的一維電機(jī)系統(tǒng)建模與分析方案
FOC控制模型 4.1. 坐標(biāo)變換模塊 4.2. PID模塊 4.3. SVPWM模塊 4.4. FOC控制模型 5. 仿真結(jié)果
免費(fèi) 1小時(shí)39分鐘 414播放
查看
Altair Activate? 在新能源汽車電機(jī)電磁設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
搭建PMSM電機(jī)一維模型及矢量控制FOC算法模型
免費(fèi) 1小時(shí)17分鐘 252播放
查看
FOC控制的實(shí)例教程
永磁同步電機(jī)(PMSM)的FOC閉環(huán)控制詳解
6 矢量控制算法仿真
矢量控制亦稱磁場(chǎng)定向控制(FOC)，其基本思路是：通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)模擬直流電機(jī)的控制方法來(lái)對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制,其實(shí)現(xiàn)步驟如下：
1)根據(jù)磁勢(shì)和功率不變的原則通過(guò)正交變換,將三相靜止坐標(biāo)變換成二相靜止坐標(biāo)，也就是 Clark變換，將三相的電流先轉(zhuǎn)變到靜止坐標(biāo)系，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)變換將二相靜止坐標(biāo)變成二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，也就是 Park變換，Park變換中定子電流矢量被分解成按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的 2 個(gè)直流分量 id、iq(其中id為勵(lì)磁電流分量，iq為轉(zhuǎn)矩電流分量)。
2)通過(guò)控制器對(duì)其速度電流環(huán)進(jìn)行控制,控制id就相當(dāng)于控制磁通，而控制 iq 就相當(dāng)于控制轉(zhuǎn)矩。Iq 調(diào)節(jié)參考量是由速度控制器給出，經(jīng)過(guò)電流環(huán)調(diào)節(jié)后得出其 d，q 軸上的電壓分量即 ud 和 uq。.
3)控制量 ud 和 uq 通過(guò) Park 逆變換。
4)根據(jù)SVPWM 空間矢量合成方法實(shí)現(xiàn)矢量控制量輸出，達(dá)到矢量控制的目的。
① Clark變換。Clark變換是3相交流電機(jī)矢量控制（FOC)控制的一個(gè)重要變換，在保證旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不變的約束條件下，把電參數(shù)從A、B、C三相靜止坐標(biāo)系變換到Alpha、Betal兩相靜止坐標(biāo)系。也可以進(jìn)行Clark反變換。
Clark變換原理
通過(guò)調(diào)用Simplorer標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊可實(shí)現(xiàn)Clark正變換。
Clark正變換模塊
通過(guò)調(diào)用Simplorer標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊也可實(shí)現(xiàn)Clark逆變換。
Clark逆變換模塊
② Park變換。
展開(kāi) 風(fēng)罩，散熱片，鐵芯，系統(tǒng)阻力，壓力損失（壓降），風(fēng)速，風(fēng)量，非定常瞬態(tài)simulation
3.Fluent-YKK電機(jī)通風(fēng)散熱CFD分析
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18131
主要內(nèi)容：講解了 Fluent CFD在YKK電機(jī)通風(fēng)散熱流場(chǎng)仿真中的應(yīng)用，包括前傾/直葉片內(nèi)風(fēng)扇方案對(duì)比，后傾外風(fēng)扇設(shè)計(jì)；外風(fēng)路導(dǎo)風(fēng)筒隔板優(yōu)化, 冷卻管的橢圓管與圓管對(duì)比；冷卻器隔板優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比；內(nèi)風(fēng)路擋風(fēng)板設(shè)計(jì)方案對(duì)比，溫升實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
4.利用Simulink進(jìn)行電機(jī)的磁場(chǎng)導(dǎo)向控制（FOC）算法的設(shè)計(jì)
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18133
主要內(nèi)容：利用Simulink進(jìn)行電機(jī)的磁場(chǎng)導(dǎo)向控制（FOC）算法的設(shè)計(jì)，FOC控制算法廣泛應(yīng)用于新能源汽車的永磁同步電機(jī)的控制
5.電機(jī)測(cè)試——電功率、機(jī)械功率測(cè)量、安全可靠的光纖測(cè)溫方案
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18136
主要內(nèi)容：電功率、機(jī)械功率、溫度測(cè)量、其他物理測(cè)量、ECU、自動(dòng)化和應(yīng)用系統(tǒng)
6.特斯拉Tesla Model S/X電控系統(tǒng)介紹，電池/三相逆變、電機(jī)、IGBT與碳化硅MOS驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18147
主要內(nèi)容：電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流→三相逆變→三相異步電動(dòng)機(jī)或永磁同步電動(dòng)機(jī)、一臺(tái)或者兩臺(tái)電機(jī)，自由組合。
展開(kāi) 6 矢量控制算法仿真
矢量控制亦稱磁場(chǎng)定向控制(FOC)，其基本思路是：通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)模擬直流電機(jī)的控制方法來(lái)對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制,其實(shí)現(xiàn)步驟如下：
1)根據(jù)磁勢(shì)和功率不變的原則通過(guò)正交變換,將三相靜止坐標(biāo)變換成二相靜止坐標(biāo)，也就是 Clark變換，將三相的電流先轉(zhuǎn)變到靜止坐標(biāo)系，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)變換將二相靜止坐標(biāo)變成二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)，也就是 Park變換，Park變換中定子電流矢量被分解成按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的 2 個(gè)直流分量 id、iq(其中id為勵(lì)磁電流分量，iq為轉(zhuǎn)矩電流分量)。
2)通過(guò)控制器對(duì)其速度電流環(huán)進(jìn)行控制,控制id就相當(dāng)于控制磁通，而控制 iq 就相當(dāng)于控制轉(zhuǎn)矩。Iq 調(diào)節(jié)參考量是由速度控制器給出，經(jīng)過(guò)電流環(huán)調(diào)節(jié)后得出其 d，q 軸上的電壓分量即 ud 和 uq。.
3)控制量 ud 和 uq 通過(guò) Park 逆變換。
4)根據(jù)SVPWM 空間矢量合成方法實(shí)現(xiàn)矢量控制量輸出，達(dá)到矢量控制的目的。
① Clark變換。Clark變換是3相交流電機(jī)矢量控制（FOC)控制的一個(gè)重要變換，在保證旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不變的約束條件下，把電參數(shù)從A、B、C三相靜止坐標(biāo)系變換到Alpha、Betal兩相靜止坐標(biāo)系。也可以進(jìn)行Clark反變換。
Clark變換原理
通過(guò)調(diào)用Simplorer標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊可實(shí)現(xiàn)Clark正變換。
Clark正變換模塊
通過(guò)調(diào)用Simplorer標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊也可實(shí)現(xiàn)Clark逆變換。
Clark逆變換模塊
② Park變換。
展開(kāi) 三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)都配有電流傳感器（注：所以很可能是FOC控制），編碼器以及6個(gè)全橋MOSFET（通過(guò)機(jī)箱冷卻）。
安裝FPGA的子板承擔(dān)了協(xié)調(diào)無(wú)線模塊、成像單元、緊急制動(dòng)、連接紅外/壓力傳感器、電源管理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能，大大減輕了主板的壓力。MCU是32位，400MHz 的Freescale MPC5123，很可能運(yùn)行的是PowerPC Linux。兩個(gè)以太網(wǎng)端口連接到無(wú)線模塊和固件存儲(chǔ)，它們由一個(gè)Mircel KSZ8993切換。
整個(gè)機(jī)器人唯一一個(gè)現(xiàn)成的電子元件是通信模塊：Soekris Engineering Net4526雙天線路由器，運(yùn)行著單個(gè)Winstron NeWeb CM9無(wú)線模塊，通過(guò)以太網(wǎng)和主板連接。
堪稱神器的升降模塊
這代Kiva有許多處設(shè)計(jì)都非常精巧，而其中最出彩的莫過(guò)于升降模塊。它必須能在一千磅（約半噸）的壓力下完成升降，并全程與地面保持完美的平行——這是滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的理想任務(wù)。通常市面上見(jiàn)到的滾珠絲杠都是實(shí)心的，最粗也不過(guò)五個(gè)厘米，而Kiva定制的這款外徑達(dá)到了28厘米，而且是空心，內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。
絲杠的兩個(gè)殼體軸承都是鋁質(zhì)，同底盤(pán)一樣都是需要二次加工的鑄件。這兩個(gè)部件都進(jìn)行了表面氧化處理，這為軸承提供了很好的潤(rùn)滑和防銹能力。內(nèi)殼是固定的，相當(dāng)于一個(gè)球形螺母，其外側(cè)有注塑成型的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，用來(lái)約束滾珠；外殼在旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)側(cè)與滾珠接觸，外側(cè)與升降電機(jī)通過(guò)齒輪連接。
根據(jù)工藝復(fù)雜度，整個(gè)升降結(jié)構(gòu)的成本估計(jì)在1000美金左右。
結(jié)語(yǔ)：
Kiva Systems是少數(shù)幾家能夠?qū)?fù)雜的硬件和軟件巧妙地集成到一個(gè)無(wú)縫解決方案中的公司之一，并且已經(jīng)建立了一個(gè)能夠極大地改變我們的購(gòu)買，銷售和生活方式的系統(tǒng)。
展開(kāi) 
FOC控制的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
FOC控制的最新內(nèi)容
5 關(guān)節(jié)電機(jī)需精確控制動(dòng)作，軟件集成了FOC和DTC控制架構(gòu)，支持多種電流控制策略（如id=0、MTPA、FW、MTPV），可對(duì)SPWM、SVPWM和電流滯環(huán)控制等進(jìn)行高精度仿真。
6 工程師可利用軟件快速生成電磁、結(jié)構(gòu)、振動(dòng)噪聲等多物理場(chǎng)設(shè)計(jì)報(bào)告，在報(bào)告撰寫(xiě)和項(xiàng)目交付時(shí)節(jié)省大量時(shí)間，提升客戶需求響應(yīng)速度。
3.1.8 從扭矩-轉(zhuǎn)速特性案例可以看出，在高速區(qū)域，輸出功率并沒(méi)有下降太多，基本保持水平，這個(gè)原因就是因?yàn)殡妱?lì)磁繞組的磁場(chǎng)可以主動(dòng)控制，根據(jù)需要控制勵(lì)磁電流大小；而永磁同步電機(jī)需要FOC弱磁被動(dòng)控制直軸磁場(chǎng)，產(chǎn)生多余的電能損耗，高速區(qū)和輸出功率下降幅度較大。
?
三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)都配有電流傳感器（注：所以很可能是FOC控制），編碼器以及6個(gè)全橋MOSFET（通過(guò)機(jī)箱冷卻）。
安裝FPGA的子板承擔(dān)了協(xié)調(diào)無(wú)線模塊、成像單元、緊急制動(dòng)、連接紅外/壓力傳感器、電源管理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能，大大減輕了主板的壓力。MCU是32位，400MHz 的Freescale MPC5123，很可能運(yùn)行的是PowerPC Linux。
（FOC）算法的設(shè)計(jì)
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18133
主要內(nèi)容：利用Simulink進(jìn)行電機(jī)的磁場(chǎng)導(dǎo)向控制（FOC）算法的設(shè)計(jì)，FOC控制算法廣泛應(yīng)用于新能源汽車的永磁同步電機(jī)的控制
5.電機(jī)測(cè)試——電功率、機(jī)械功率測(cè)量、安全可靠的光纖測(cè)溫方案
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容：https
電機(jī)進(jìn)行FOC控制時(shí)，電機(jī)的交直軸電流都是同時(shí)加載。在同一定轉(zhuǎn)子沖片磁路下，交直軸的磁路是相關(guān)影響的。仿真求解和加載條件必須相同。
七、永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)輸出參數(shù)
1. 反電勢(shì)或空載磁鏈
2. 短路電流
3. 最大相電流和最高工作電流頻率）（是否和控制器IGBT一致）
4. Ld/Lq表
5.
JMAC有限元求解器 PMSM模型
電機(jī)控制
電機(jī)由三相電壓源逆變器(VSI)提供電流，該逆變器采用FOC算法控制，實(shí)現(xiàn)每安培最大轉(zhuǎn)矩(MTPA)和弱磁控制，并采用正弦PWM調(diào)制方法。
永磁同步電機(jī)(PMSM)的FOC閉環(huán)控制詳解
Clark變換是3相交流電機(jī)矢量控制（FOC)控制的一個(gè)重要變換，在保證旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不變的約束條件下，把電參數(shù)從A、B、C三相靜止坐標(biāo)系變換到Alpha、Betal兩相靜止坐標(biāo)系。也可以進(jìn)行Clark反變換。
Clark變換原理
通過(guò)調(diào)用Simplorer標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)模塊可實(shí)現(xiàn)Clark正變換。
具體如圖8所示：
圖8
同時(shí)對(duì)于軟件部分比較核心的是底層算法，每家可能略有區(qū)別，但是整體的控制原理都差不多，基本都是采用FOC控制。FOC（Field-Oriented Control），即磁場(chǎng)定向控制，也稱矢量變頻，是目前無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）和永磁同步電機(jī)（PMSM）高效控制的最佳選擇。FOC精確地控制磁場(chǎng)大小與方向，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)、噪聲小、效率高，并且具有高速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
根據(jù)工作點(diǎn)的不同，磁場(chǎng)定向控制(FOC)算法分段應(yīng)用，傳統(tǒng)空間矢量脈寬調(diào)制(= SVPWM在低速時(shí)，以啟用更高的電流)、同步PWM (=SynchPWM在中速范圍)、不連續(xù)PWM (= GDPWM在中速范圍)和磁通雙向調(diào)制(=FBM在高速范圍)。電機(jī)外殼前端的轉(zhuǎn)子位置傳感器提供轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。
圖4顯示了在仿真過(guò)程中用于評(píng)估電機(jī)和逆變器損耗的參考操作點(diǎn)。
