最近因为做毕设的关系，对于无刷电机的FOC控制又做了一些研究。可以说，比在日本的时候对FOC又有了更进一步的了解。
对于FOC来说，其实根本上的目的，是希望电机的磁链为圆形。什么意思呢，我们希望通过改变ABC三相的电压，来控制磁场矢量，使电机按照这个磁场矢量的方向来跑。那么这个磁场矢量就是按照圆形来运行的。
基于这个想法，有几个名词，其中大名鼎鼎的就是SVPWM。所谓SVPWM，实际上只是我们改变ABC三相电压，来形成磁场矢量的工具，具体如何实现的之后再说。这里只要知道，SVPWM只是FOC中的某个环节的某个工具，二者并不等价。
那么对于FOC，就有很多种控制了。
比如，不管不顾型。这种是最简单的一种控制方式，不需要知道当前无刷电机转子的位置，只需要无脑令磁场矢量按照圆形运行即可。这种控制方式在许多无刷云台上很常见，可以不依赖于编码器，也不需要电流环，硬件上实现很容易，代码也很好写，基本上只要实现了SVPWM就顺带可以实现了这种控制方式。
在FOC的调试中，这种控制方式也常用来做编码器的对齐，或者电机磁对数的测试。简单来说，就是在代码中让电角度旋转360°，然后通过编码器来看机械角度转了几度，二者一除就可以得到极对数了。
这种方式的调速就是调整SVPWM的改变频率了。如果说占空比于频率的比值为恒值，那么这种控制就可以叫做V/F控制了。
第二种方式，就是开环控制。这里的开环指的是电流开环，也就是不对电流进行控制。基本原理就是通过编码器来获取当前转子的位置（当然需要先对齐），然后控制代码输出一个期望矢量，该期望矢量的电角度=当前转子电角度+90°。这样电机基本可以流畅地旋转起来，噪音较小、效率也较高（因为理想情况下，FOC电流闭环输出地期望电角度就是当前转子角度+90，但是由于各种七七八八的误差，虽然你想让它超前90°，但实际上很可能只超前了85°，或者超前了100°）。我在日本的研究基本也就到这里为止，因为当时那个板子的测电流部分有些问题，因此最终只能停止在这里了。
这种方式调速的话，直接修改SVPWM的占空比（其实也就是期望矢量的模长）来调速。
这种方式，在调试中，常用来看FOC的一些变换（如派克变换、克拉克变换等），通过让电机旋转起来，结合波形来看看自己的算法写得对不对。
第三种方式，就是闭环控制了。所谓闭环，就是指采样电机的三相电流（实际硬件中可能只采某两相），通过一些变换（派克、克拉克等），来获得两个电流，一个是转子垂直的Q轴电流，一个是与转子重合的D轴电流。因为我们是要让电机转起来，所以显然Q轴电流才是我们需要的，于是我们通过控制Q轴电流，保持D轴电流为0，就可以让电机流畅、安静地运转起来了，而且扭矩也是最大的。
这种控制方式，需要采样电流，也需要知道电机的位置（在派克变换中需要用到，可以通过编码器获得，也可以通过电机的参数电阻、电感等通过算法来观测），硬件设计上最为麻烦。
好了，控制方式大概就是这些。接下来讲讲为什么要进行这些变换。
克拉克变换，主要是将ABC三相的静止坐标系，转化为alpha、beta两相的静止坐标系。电机运行起来，三相的正弦波电流变成两相的正弦波电流。看着好像用处不大，实际上在实现SVPWM的时候很有用。期望电压矢量的描述就可以直接在alpha\beta坐标系中进行，这样一个矢量只需要使用角度、模长就可以描述了。
派克变换，主要是将坐标系旋转起来。也就是让坐标系跟着转子旋转，这样就可以把正弦波变成一个定值。有了一个定值，我们在PID控制中就可以很方便地计算控制量。
这两种变换都是很简单的坐标轴投影变换，可以自己拿纸笔推导一下。至于恒幅值、恒功率变换，也只是前面的系数不同而已。
遇到的一些坑
- 本杰明的硬件中电流测的是CH1、CH3两相，如果按照CH1、CHI2、CH3分别是ABC三相来看，测的就是A相和C相的电流
- 我在代码里一开始以为测的是B相的电流，结果导致通过派克变换后的电流居然还是正弦波
- 我使用TIM1来输出PWM波，TIM8作为从定时器与TIM1同步。TIM1运行在中心对齐模式，PWM模式1下。TIM1的更新事件来触发TIM8。每触发一次就将TIM8复位。TIM8的复位信号再去触ADC采样。
- 由于运行在中心对齐模式下，定时器上溢出和下溢出都会产生更新事件，因此需要使用RCR（重复计数器)。
- 手册上写，RCR为奇数的情况下，在定时器启动前写入，就会在定时器上溢出的时候触发更新事件。
- 在定时器启动后再写入，会在下溢的时候触发。
- 显然我应该在OCREF为低电平、OCNREF为高电平的情况下采样（此时上桥断开，下桥闭合），因此应该在上溢出的时候发生更新事件，但是我按照手册上那样操作，发现最后采出来的AC相电流居然是定值（在电机旋转的情况下），反而在定时器启动后写入，采样的电流是正常的正弦波。
- 这个问题很匪夷所思，目前也不知道哪里有问题。
- 相电流的正负问题。
- 比如ABC三相为100（A上桥接通，BC下桥接通），此时A相电流为正。
- 如果相电流的正负方向搞反，会导致Q轴、D轴的坐标系有问题，D轴的正方向会相反。
- MOS跑着跑着突然贼烫
- 以为是死区时间不够，本杰明硬件上默认DRV8302的电阻确定的死区是50ns好像，导致上下桥有短暂的直通，后来才发现是栅极电阻被烧坏了，原来4.7R，变成了800多R，导致mos估计没有充分导通。
- 但是为什么栅极电阻会被烧坏呢？是不是因为死区时间呢？