FOC如何实现精准控制

近年来，随着无刷直流电机（BLDC）大规模研发和技术的逐渐成熟，驱动系统也在不断的日益完善，在现实中的应用也是越来越多，其中包括工控电机、医疗设备，家用电器等领域。

同样的，永磁同步电机也被越来越多的厂商所关注，譬如在轴流风机、空调风机、汽车动力驱动及转向等，都能找到它们的身影。

做控制的人都知道，任何的电机控制，无非有以下三种不同的控制目标：
1）位置控制：想让电机转多少度它就转多少度；
2）速度控制：想让电机转多快它就转多快；
3）力矩控制：想让电机出多少力它就出多少力；无论作为哪种控制目标，都无非是一个闭环，还是两个、三个闭环的区别。

以永磁同步电机作为例子，目前永磁电机常用的电机控制方式有三种：PWM控制（方波控制），SPWM控制（电压正弦控制），以及FOC控制（磁定向矢量控制）。

PWM控制电流大、控制差、噪声也很大，SPWM控制采用电压正弦式控制，虽然噪声稍小，但控制一般，对成本也比较敏感，在同样变负载、动态响应要求高的应用，效果不好。

那么，FOC控制如何呢？
1）当负载变化时，速度响应快速而；
2）马达的瞬时效率得到优化；
3）通过瞬时力矩控制能实现位置控制；
FOC磁定向控制，采用正弦波的控制方式，启动比较平稳，不仅解决了方波控制带来的噪声问题，而且它的控制方式是按照某种设定的关系分配的。

通过将电机定子电流分解为励磁电流和转矩电流，从而能够在很大程度上提高电机速度控制的精准度。

同样的，相比方波控制、电压正弦控制，FOC矢量控制的控制，相比前面的两者高出20倍以上，同时它的噪声、控制多样化、算法也为复杂，适用于更多性能要求高的场合。

FOC能精准控制磁场大小和方向，使电机转矩平稳、效率高，并且能够高速动态响应。

通过对电流大小的精准控制，能够实现电机转速5%~100%无级可调。

永磁同步电机，相比交流感应电机、变频电机等，因为以电子换向器取代了机械换向器，所以需要使用到驱动器的驱动电路。

而永磁电机的换向电路，由驱动及控制两部分组成，是密不可分的。

但是这个简单的驱动，只能保证永磁同步电机基本的转动功能。

要想实现下面这些功能，譬如说：PWM调速、FG信号输出、模拟信号调速、外接电位器调速、开闭环控制等其他功能，也就使用更加复杂的电路来实现。

FOC控制作为一种新兴的电机技术，能够很好地将以上诸多的电机功能，轻松集成到控制器实现。