Field-Oriented Control的通俗理解

磁场定向控制，也称矢量变频。目前无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）高效控制的最佳选择。

优点：精确地控制磁场大小与方向，使得电机转矩平稳、噪声小、效率高，并且具有高速的动态响应。

原理：为了得到电机转子的位置、电机转速、电流大小等信息作为反馈，首先需要采集电机相电流，对其进行一系列的数学变换和估算算法后得到解耦了的易用控制的反馈量。然后，根据反馈量与目标值的误差进行动态调节，最终输出3相正弦波驱动电机转动。

分类：
① 有传感器FOC
有传感器的电机可以可以通过传感器反馈电机转子的位置信息，所以控制中可不需使用位置估算算法，但通常对控制性能要求较高。
② 无传感器FOC
控制中需要通过采集电机相电流，使用位置估算算法来计算转子位置。虽然控制难度大但却可以避免传感器故障的风险，并节约传感器成本，同时简化了电机与驱动板间的布线。目前，无感FOC多应用在风机类的场合中。

算法：
① 无传感器位置估算算法
② 转子定位算法
③ 最大转矩、最大电压提速算法
④ 顺风启动算法
⑤ 逆风启动算法
⑥ 恒功率算法
⑦ 缺相检测算法

进一步理解FOC算法

FOC采用数学方法实现三相马达的力矩与励磁的解耦控制。

通过将电机的控制电流矢量分解为励磁电流Id 和交轴电流Iq ，励磁电流主要是产生励磁，控制的是磁场的强度，而交轴电流是用来控制力矩，所以在实际使用过程中，我们常令Id=0。

FOC算法优点

① 负载变化时速度响应快且准确
② 电机瞬时效率高
③ 可实现位置控制

FOC调试方法（以有传感器FOC为例）

先调试内环再调试外环：
① 首先调试ADC和编码器，看是否可以得到正确的采样电流和编码器数值；
② 调试FOC中的 SVPWM 环节，人为给定Uα和Uβ，观察电机是否运行，确保SVPWM没问题；
③ 人为给定id,iq参考值，通过实时采样电流，调节电流环的PID，调节的目标是启动响应速度足够快，平衡运行波动足够小，通过DAC输出实时的采样电流来进行观测调试；
④ 人为给定速度，调试速度环PID，输出iq ，调节的目标是根据在足够宽的速度范围内平稳启动和运行。可以采用专家PID算法；
⑤ 位置环调节，输出为速度，调节目标为从一个位置快速的到达另一个位置来回跑，停止静差足够小，速度增减足够快，即瞬时速度大且需要合理的根据位置路径的长度规划一个速度曲线。
注意：如果要达到较高的速度精度，可能需要针对不同的速度值设置不同的速度PID参数，且需要进一步实时的调节观测器、PLL及速度PID参数。

FOC与DTC区别

FOC要求严格的转子磁场定向，对于BLDC电机而言转子磁场方向始终与转子位置一致，因此其控制输入需要准确的转子绝对位置信号。
DTC（直接转矩控制）基于定子磁场定向，定子磁场是依据电压积分估算获得，这个过程与转子位置无关，其控制过程中用到的量也都是静止坐标系下的量，因此DTC较FOC控制简单，无需求解三角函数、坐标变换，如需用DTC进行速度闭环则需要测量电机的速度，仍不需要准确的绝对位置。
总结：
硬件方面DTC相比于FOC少了位置传感器。（目前很多改进的DTC算法也需要用到电机的绝对位置）
电机控制方面，DTC与FOC控制，最后均需要基于PID调节实现稳定控制。