【FOC】一个简单的有感FOC电调

2024年10月1日编辑：

国庆节快乐！

1.  两个Bulk电源（位号U4和U11）的小输出电容（位号C16，C25）应当不贴。因为此bulk是COT电源，小容量mlcc在回路中会震荡。（炸了两次）

2. 电机在工作时存在较大干扰。具体表现在12V的电源、单片机输出的PWM信号上都有尖刺。如果以后更换大功率的电机，则干扰会更大。初步的解决方案是在母线上增加更多的100nf滤波电容、12V电源取电位置前移到电源输入口、

3、今天第一次公布代码。代码遵循GPL3.0开源协议。代码里实现了有感foc的单向转动和六步换相功能。其中六步换相没有在云台电机上测试，只在一台航模电机上测试。

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对FOC感兴趣。本着“觉知此事要躬行”的态度，自己设计了一套FOC软硬件。以下是主图：

硬件上：主控采用AT32F421，CM4内核，120MHz主频；相电流采样ic为ina240A1；角度传感器为AS5600；功率级采用eg3116预驱+042n10n，有足够大的功率余量。使用的电机为闲鱼购买的云台电机。

软件上：实现了6步换相（检验硬件设计）、全定点数的SVPWM生成、电流环PID和Clarke/Park变换（只有乘和加，移位代替除法），性能较高。

本工程的svpwm生成方法参考了文章https://zhuanlan.zhihu.com/p/414721065，

https://zhuanlan.zhihu.com/p/303998608，感谢这两位作者的无私奉献。在本工程中，角度的正弦和余弦值采取查表法，角度分辨率为8位。在计算时，事先将三角函数值乘8192（2^13），直到最后计算定时器值时再右移13位。同理在进行Clarke变换和PID时也采取类似操作。这样可以最大限度地保持精度，且计算中只有乘和加运算，效率较高。下图为采取定点数方法产生的SVPWM定时器值。横坐标为角度，纵坐标为PWM占空比的定时器值。

输出的相电流波形如下图所示。相电流值是串口输出的，可以看到波形较为完美（当然可能因为串口速度过慢而损失了高频部分分量）。单片机端控制采样时序为PWM周期的中点（中央对齐PWM）。

最后，本工程的软件仍在开发中。目前只实现了基本的转动，仍需要一定时间的整理后才能开源。