FOC（Field Oriented Control，磁场定向控制）是一种先进的电机控制策略，主要用于交流电机（如三相无刷电机）的精确控制。其核心思想是通过坐标变换将三相电流分解为励磁电流和转矩电流，从而实现转速、转矩和位置的独立控制。以下是具体解析：

一、基本定义与原理

核心思想

选取电机某一旋转磁场轴作为同步旋转坐标轴，将定子电流分解为 磁通分量电流（相当于直流电机的励磁电流）和 转矩分量电流（相当于负载电流），实现两者的独立控制。

坐标变换方法

- Clark变换：

将三相定子坐标系转换为两相静止坐标系（αβ坐标系）。

- Park变换：将旋转坐标系下的转子变量转换为静止坐标系下的dq轴坐标系。

- 逆Park变换：实现从旋转坐标系到静止坐标系的逆向转换。

二、技术优势

性能提升

- 转矩波动小，噪声低，动态响应快。

- 调速范围大，可达0-100%额定转速。

应用领域

- 工业自动化、电力驱动、机器人、电动汽车等。

- 消费电子（如吸顶灯）。

三、系统构成

硬件部分

- 电流采样电路：

使用高精度电流放大器（如INA240）和采样电阻（如0.01Ω）。

- 位置检测电路：采用磁编码器（如AS5600）进行12位分辨率位置反馈。

- 驱动电路：L6234三相H桥驱动器，支持最大2.5A电流和PWM调制。

算法实现

包括Clark变换、Park变换、逆Park变换、PID控制和空间矢量调制（SVPWM）等步骤，通过数学模型实现精确控制。

四、典型应用场景

工业机器人：

提升运动精度和响应速度。

电动汽车：优化动力输出和能效。

智能家居：如吸顶灯的智能调光。

五、发展前景

FOC凭借其高效性和灵活性，正成为电机控制领域的核心技术，未来将在更多领域得到应用和扩展。

以上内容综合了磁场定向控制的基本理论、硬件实现及应用案例，涵盖电机控制的核心要点。