1746-IV16 /C

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精确和准确控制

Polo架构提供 的处理功能，达每秒4000至8000万条指令（MIPS）。这样的高性能使 不仅能够同时监视和控制多个电机，还能够执行更复杂的控制算法以实现更高的精度、更流畅的性能和更低的功耗。例如，单一Polo MCU能够在控制两个电机的同时维持有源PFC控制，并且仍然有足够的处理能力来执行 电机控制算法，例如无传感器的磁场定向控制（FOC）。

脉宽调制（PWM）在产生供应给电机或高性能电源的电压或电流中发挥重要的作用。控制算法的 改进使开发人员能够实施高度精确的算法，以提供与系统行为实时变化相适应的动态控制。FOC具有很多优势，包括低速的全电机扭矩功能、出色的动态行为、跨越很大速度范围的高效率、对扭矩和磁通的解耦控制、短期过载功能和四象限操作。但是，FOC也要求比标准的控制方案明显更加复杂的计算。

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FOC原理是通过对电机的相电流进行采样来控制定子磁场的角度和振幅分量，然后进行转换，使其易于控制。电机的三相电流通过ADC读入系统。这些相电流处于三相旋转域内，并使用Clarke变换将其转换为二维旋转域。由此，可使用Park变换将这两个相位转换到固定域内，如图1所示。Clarke和Park变换可被可视化为彼此的矢量投影，如图2所示。Park变换会产生通量分量Id和转矩分量Iq。永磁电机的电机转矩仅取决于转矩分量Iq。因此， 便捷的控制策略即是将通量分量（Id）设置为零，这将 大限度地减少转矩电流比并提高电机效率。电流分量的控制需要具备有关瞬时转子位置的知识。转子位置既可使用无传感器技术计算，也可使用传感器测量。由于Park变换的输出位于固定域中，因此可使用PID回路等传统技术进行控制。然后可将PID回路的输出输入到逆向Park、逆向Clarke中，然后直接输入到电机驱动器。

图3所示为完整的FOC电机控制系统，该系统使用无传感器技术以获取转子位置。三相逆变器的ADCINx和ADCINy输出是三个相电流之二；第三种很容易计算。如上所述，相电流从此处输入Parke和Clarke变换中。此无传感器系统根据三相电流的反馈使用“SMOPOS”和“SMOSPD”计算转子位置，消除了使用昂贵传感器的需求。