FOC · PMSM 实战
30章
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01
FOC概述与PMSM基础
Clark/Park
FOC基本原理、PMSM数学模型、Clark变换与Park变换推导
02
硬件平台搭建
STM32/TI
主控选型、驱动板设计、三相逆变器、电流采样、编码器接口
03
电流采样与调理电路
运放/ADC
单/双/三电阻采样、运放偏置、ADC同步触发时序
04
Clark/Park变换实现
αβ/dq
Clark变换、Park变换、反Park与SVPWM衔接
05
SVPWM空间矢量调制
七段/五段
扇区判断、矢量时间计算、死区补偿策略
06
PI调节器设计
带宽/抗饱和
电流环PI整定、速度环PI、Anti-Windup实现
07
转子位置与速度观测
编码器/霍尔
M/T法测速、霍尔换相、滑模/龙伯格观测器入门
08
FOC启动策略
I/F启动
开环强制定向、I/F启动、闭环平滑切换
09
弱磁控制原理
电压/电流极限
电压极限椭圆、电流分配、深度弱磁稳定性
10
MTPA最大转矩电流比
查表/辨识
MTPA推导、查表法、在线参数辅助
11
电流环带宽与稳定性
离散化/奈奎斯特
欧拉/双线性变换、波特图、采样延迟影响
12
速度环与位置环设计
轨迹规划
带宽限制、P/PI控制、梯形/S形速度曲线
13
无传感器FOC(反电动势)
滑模观测器
SMO原理、低通滤波、启动与低速挑战
14
无传感器FOC(高频注入)
方波/正弦波
凸极效应、电流解调、零速估计
15
参数辨识与自适应
MRAS
电阻/电感/磁链辨识、模型参考自适应
16
电流环前馈补偿
解耦/反电动势
dq交叉解耦、反电动势前馈、电压前馈
17
死区效应与补偿
平均电压/脉宽
死区影响、平均电压补偿、脉冲宽度补偿
18
PWM策略与谐波抑制
DPWM/随机
不连续PWM、随机PWM、多电平谐波分析
19
故障检测与保护逻辑
过流/堵转
过压欠压、堵转缺相、IGBT结温降额
20
通信接口与上位机
CAN/Modbus
CANopen移植、UART Modbus、波形显示工具
21
电机参数离线测量
直流/堵转/空载
直流电阻、电感、反电动势常数与磁链
22
电流环调试实战
阶跃/扫频
带宽测试、时域阶跃、频域扫频注入
23
速度环调试实战
抗扰动/惯量
阶跃响应、惯量辨识、振动抑制
24
FOC系统效率优化
调制比/开关频率
效率对比、开关损耗权衡、轻载提升
25
嵌入式软件架构
状态机/RTOS
状态机设计、任务调度、模块化分层
26
代码生成与自动代码
Simulink/MBD
Embedded Coder配置、基于模型设计流程
27
硬件在环(HIL)测试
FPGA/自动化
HIL平台搭建、测试用例、回归测试
28
EMC与可靠性设计
PCB/共模抑制
功率地信号地、共模差模、看门狗策略
29
行业应用案例分析
电动工具/机器人
高速电动工具、机器人关节、电动汽车、压缩机
30
FOC前沿技术展望
AI/MPC/SiC
AI参数整定、预测控制、GaN、功能安全ISO26262