基于FOC控制器的BLDC无刷直流电机控制系统matlab编程与仿真

1.课题概述

       基于FOC控制器的BLDC无刷直流电机控制系统matlab编程与仿真，使用MATLAB编程实现，包括FOC控制器，clark，park等，不使用simulink建模。仿真输出三相电流，电机转速以及转子角度。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

%矢场定向控制
function [A,B,C] = func_foc_controller(a,b,c,theta,q_ref)
% 为了与q轴对齐进行相位校正
theta = theta - pi/2;
% 计算cos(theta)
yc    = cos(theta);
% 计算sin(theta)
ys    = sin(theta);

%克拉克变换abc to alpha beta
[alpha,beta] = func_clark(a,b,c);

% Clark到Park变换 - αβ到dq坐标系
[d,q]        = func_clark2park(alpha,beta,yc,ys);
%磁通量调节器
d            = 0-d; 
q            = q_ref-q;

%Park变换回到Clarke变换 - dq到αβ
[alpha,beta] = func_park2clark(d,q,yc,ys);
% 输出ABC
A =   alpha;
B = - alpha*0.5 + 0.8661*beta; 
C = - alpha*0.5 - 0.8661*beta;

end

4.系统原理简介

      基于磁场定向控制（Field-Oriented Control, FOC）的无刷直流电机（BLDC）控制系统是一种高级控制策略，旨在实现电机的高效、平滑运行以及高动态响应。FOC的核心思想是将电机的三相交流电流分解到两个正交的坐标系中，分别对应电机的励磁（d轴）和转矩（q轴），通过独立控制这两个轴上的电流来精确控制电机的磁场和输出转矩。

       在FOC中，首先通过坐标变换将三相定子电流从三相静止坐标系（αβ）转换到两相旋转坐标系（dq）。这种转换基于克拉克（Clarke）变换和帕克（Park）变换，目的是分离出影响磁场和转矩的电流分量。