从零开始实现STM32无刷电机FOC

### 实现 STM32 无刷电机 FOC 控制的关键要素 #### 1. 理论基础 为了成功实施磁场定向控制(FOC)，理解其背后的原理至关重要。这包括掌握空间矢量脉宽调制(SVPWM)的计算方式，以及位置、速度和电流环路的设计思路[^2]。 ```python def calculate_svpwm(v_alpha, v_beta): """ 计算 SVPWM 的占空比 参数: v_alpha -- alpha 轴电压分量 v_beta -- beta 轴电压分量 返回: duty_cycle_a, duty_cycle_b, duty_cycle_c -- 各相 PWM 占空比 """ # 这里省略具体算法实现细节... return duty_cycle_a, duty_cycle_b, duty_cycle_c ``` #### 2. 开发平台搭建 选用性价比高的开发板如STM32F103C8T6作为硬件载体，并借助官方提供的STM32CubeMX工具完成项目初始化工作。通过该软件能够便捷地配置外设参数并生成初始代码框架。 #### 3. 高级定时器设置 针对特定应用场景调整高级定时器(TIM1)的各项特性，例如是否启用互补模式及其对应的死区保护机制等。这些设定需依据实际使用的功率器件规格来决定，在某些情况下可能不需要激活全部选项[^3]。 #### 4. 编写核心程序逻辑 围绕上述准备好的软硬件资源构建起整个系统的运行流程，涉及但不限于以下几个方面： - **传感器数据读取**：获取转子的位置信号用于反馈调节； - **三相逆变桥驱动**：按照预定策略输出PWM波形给定子绕组供电； - **闭环控制系统设计**：分别建立位置、速度及电流三个层次上的PID控制器以维持稳定运转状态； - **异常处理模块**：监测可能出现的各种错误状况以便及时采取措施保障安全。 ```c void motor_control_loop(void){ while (true){ read_sensor_data(); compute_position_error(); // PID Position Control update_speed_reference(); compute_speed_error(); // PI Speed Control set_current_reference(); measure_phase_currents(); apply_foc_algorithm(); generate_pwm_signals(); check_for_errors_and_handle_them(); } } ```