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电机篇

无刷直流电机（BLDC，Brushless DC Motor）

无刷电机本质上是直流电机的一种，因为它依然使用直流电源并依赖电流来产生磁场以驱动转子旋转。但是，它与传统的有刷直流电机不同，无刷电机不使用机械刷子和换向器，而是使用电子换向（通常由电子控制器完成）。

无刷电机可以分为永磁无刷直流电机（PMBLDC）和感应式无刷直流电机（也称为无刷交流电机，通常采用电子换向）。在实际应用中，永磁无刷直流电机是最常见的类型。

无刷电机通常通过电子换向器（如霍尔传感器或无传感器控制）进行换向，而不是通过机械刷子和换向器。控制方式通常采用**FOC（磁场定向控制）*或*PWM（脉宽调制）

优点：

• 没有刷子：没有机械刷子和换向器的摩擦，因此运行效率高，噪音低，使用寿命长。
• 维护少：由于缺少刷子和换向器，无刷电机减少了磨损，维护需求较低。
• 高效：无刷电机的效率通常较高，适合高性能应用。
• 精确控制：由于使用电子控制换向，可以实现精确的速度和扭矩控制，适合动态性能要求较高的应用。

FOC控制系统

力矩闭环（电流环）：最底层，直接控制电机的电磁转矩，通过调节定子电流实现。

• 最核心的部分，也是整个系统的基础。
• 直接控制电流 id,iqi_d, i_qid,iq。
• 目标是生成所需的转矩 TTT，以实现速度和位置目标。

速度闭环：中间层，调节电机的转速，输出目标电流（转矩）。

• 调节电机的实际速度 ωm\omega_mωm 使其跟随目标速度 ωm∗\omega_m^*ωm∗。
• 输出目标转矩电流 iq∗i_q^*iq∗，交由力矩闭环控制。

位置闭环：顶层，调节电机的位置，输出目标速度。

• 调节电机的实际位置 θ\thetaθ 使其跟随目标位置 θ∗\theta^*θ∗。
• 输出目标速度 ωm∗\omega_m^*ωm∗，交由速度闭环控制。

位置控制 → 速度控制 → 力矩控制 → 电流控制 → 电压调制