基于FOC轮毂电机伺服驱动器的设计与实现

针对轮毂电机在控制中存在转矩脉动的问题，提出了嵌入式系统与硬件矢量控制（FOC）相结合的轮毂电机三闭环驱动器的设计方案。采用基于硬件FOC控制相电流的平滑变化，减小转矩脉动，通过磁通PI和转矩PI控制器实现恒转矩输出控制；利用外置磁编码器反馈，通过速度PI和距离PI控制器实现转速和位置的精确控制；结构上转矩/磁通环作为内环，速度环作为转矩环的外环，位置环作为速度环的外环实现了转矩/磁通-速度-位置三闭环PI控制系统。采用嵌入式控制器与硬件FOC通信控制，实现了驱动器的外部脉冲控制、485总线控制和CAN总线控制3种常用的控制方式。经过测试，本设计能降低轮毂电机运行时的转矩脉动，减少系统资源的占用，缩短开发周期，降低开发成本，保证了系统的实时性和稳定性。