FOC電機算法設(shè)計基礎(chǔ)知識2

什么叫信號的滯回特性？

信號的滯回特性是指在輸入信號的變化過程中，輸出信號的變化具有一定的延遲和滯后現(xiàn)象。通常情況下，信號的滯回特性是由非線性元件引起的，例如施密特觸發(fā)器、電感、電容、晶體管等。

在施密特觸發(fā)器中，當(dāng)輸入信號的幅值高于一定的閾值時，輸出信號會從低電平變?yōu)楦唠娖剑⒎答佇盘柗聪?，從而實現(xiàn)信號的滯回特性。這種特性可以有效地去除噪聲干擾，提高信號的穩(wěn)定性和可靠性。

在電感、電容等元件中，信號的滯回特性通常表現(xiàn)為元件的存儲效應(yīng)。例如，當(dāng)電容器充電時，輸入信號的幅值高于一定的閾值時，電容器將開始充電，并在輸入信號降至一定閾值以下后，電容器仍將保持一定的電荷，從而實現(xiàn)信號的滯回特性。

在晶體管等半導(dǎo)體元件中，信號的滯回特性通常表現(xiàn)為元件的開關(guān)效應(yīng)。例如，當(dāng)輸入信號的幅值高于晶體管的截止電壓時，晶體管將開始導(dǎo)通，并在輸入信號降至一定閾值以下后，晶體管仍將保持導(dǎo)通狀態(tài)，從而實現(xiàn)信號的滯回特性。

什么是非線性器件？

非線性元件是指其電特性不符合線性關(guān)系的電子元件。通常情況下，電子元件的電流與電壓之間存在線性關(guān)系，即符合歐姆定律，但是某些元件的電流與電壓之間并不符合線性關(guān)系，這些元件就被稱為非線性元件。

正弦PWM（SPWM，Sine wave Pulse Width Modulation）也是一種常用的PWM技術(shù)。它的主要特點是生成的PWM信號的調(diào)制波形為正弦波形，可以減小輸出信號的諧波含量，降低電磁干擾，并提高輸出波形的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

在正弦PWM技術(shù)中，調(diào)制波形為正弦波，而載波信號為方波。通過將正弦波和方波進行比較，可以得到PWM信號的占空比。具體來說，當(dāng)正弦波的幅值大于方波時，PWM信號輸出高電平；當(dāng)正弦波的幅值小于方波時，PWM信號輸出低電平。通過不斷改變正弦波的頻率和幅值，可以控制PWM信號的輸出電壓和頻率。

正弦PWM技術(shù)常用于電機控制，它具有諧波含量低、輸出波形質(zhì)量高、輸出功率穩(wěn)定等、優(yōu)點，能夠提高設(shè)備的效率和性能。

在物理學(xué)和電氣工程中，諧波指的是一個頻率是基波的整數(shù)倍的周期性信號分量。例如，對于一個頻率為50Hz的正弦波信號，它的基波頻率為50Hz，那么50Hz的2倍、3倍、4倍、5倍等分量的頻率就分別為100Hz、150Hz、200Hz、250Hz等，這些分量就被稱為50Hz信號的第2、3、4、5次諧波。

什么叫方波？

方波（Square Wave）是一種周期為T的周期性信號，它的波形是由兩個不同的電平（通常是正電平和負(fù)電平）交替出現(xiàn)組成的，即在一個周期內(nèi)先從一個電平跳躍到另一個電平，然后又跳回到原來的電平，如此循環(huán)。

在時域上，方波呈現(xiàn)出矩形的波形，其上升沿和下降沿的時間長度相等，且保持平頂?shù)臅r間長度也等于上升和下降沿的時間長度，即占空比為50%?？梢杂脕懋a(chǎn)生其他類型的波形，如矩形波、鋸齒波等，并且在數(shù)字電路中可以用來代表邏輯1和邏輯0。

占空比的意思是？

占空比（Duty Cycle）是一種用于描述脈沖信號特征的參數(shù)，通常用百分比表示。它指的是脈沖信號中高電平（或低電平）的持續(xù)時間與整個脈沖周期的比值。

具體來說，對于一個周期為T的脈沖信號，其高電平持續(xù)時間為t1，低電平持續(xù)時間為t2，則占空比D可表示為：

D = (t1 / T) × 100%

其中，t1 + t2 = T。如果脈沖信號中高電平的持續(xù)時間占整個周期的50%，則占空比為50%。

在PWM（Pulse Width Modulation）技術(shù)中，占空比用于控制輸出電壓的大小，通常采用調(diào)節(jié)高電平持續(xù)時間的方式來實現(xiàn)。當(dāng)占空比越大時，輸出電壓越高；反之，當(dāng)占空比越小時，輸出電壓越低。

什么叫空間矢量PWM？

空間矢量脈寬調(diào)制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）是一種常用于交流電機控制的PWM技術(shù)，它通過計算電機磁通的空間矢量和控制電壓的空間矢量之間的關(guān)系，實現(xiàn)對電機的精確控制。

SVPWM技術(shù)是基于矢量控制原理的一種PWM技術(shù)，它將三相交流電壓分解為兩個正交軸上的矢量，即d軸和q軸矢量，通過調(diào)節(jié)這兩個矢量的大小和相位角度，控制電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。在SVPWM技術(shù)中，電機的磁通矢量被分解為兩個正交軸上的矢量，即d軸磁通和q軸磁通，通過調(diào)節(jié)這兩個矢量的大小和相位角度，實現(xiàn)對電機的磁通和電流的控制。

SVPWM技術(shù)的優(yōu)點是輸出電壓波形接近理想正弦波，具有高精度和高效率等特點，能夠提高電機的運行效率和降低噪聲。

什么叫電機磁通？

電機磁通是指在電機內(nèi)部產(chǎn)生的磁場，它是電機正常運行的必要條件之一。電機磁通可以由電機中的線圈通過通電產(chǎn)生，也可以由永磁體在電機內(nèi)部產(chǎn)生。

在交流電機中，電機磁通的大小和方向會隨著電機運行狀態(tài)的改變而發(fā)生變化。

例如，當(dāng)電機正常運行時，由于定子線圈中的交流電流的變化，會在電機內(nèi)部產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，這個磁場的大小和方向會隨著時間而改變，這就是所謂的轉(zhuǎn)子磁場。而由于轉(zhuǎn)子磁場的存在，會在電機內(nèi)部產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的電動勢，從而驅(qū)動電機運行。

在直流電機中，電機磁通的大小和方向可以通過調(diào)節(jié)電機中的磁場產(chǎn)生方式來實現(xiàn)。

例如，通過改變電機中的磁極數(shù)或調(diào)節(jié)電樞電流的大小和方向，可以實現(xiàn)對電機磁通的控制。

什么是Park算法？

Park變換是一種用于交流電機控制的算法，可以將三相交流電機轉(zhuǎn)換為以磁場旋轉(zhuǎn)軸和垂直于磁場旋轉(zhuǎn)軸的兩個軸上的直流電機。這樣，可以通過控制轉(zhuǎn)子磁場在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值來實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制。

Park變換算法的主要思想是將三相交流信號轉(zhuǎn)換為兩個正交軸上的信號，即d軸和q軸信號。其中d軸信號與磁場旋轉(zhuǎn)軸對齊，q軸信號與d軸信號垂直。通過控制d軸信號和q軸信號的大小和相位，可以實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行精確控制。

什么是Park變換里面的磁場旋轉(zhuǎn)軸

在Park變換中，磁場旋轉(zhuǎn)軸通常是指電機磁場旋轉(zhuǎn)的方向。在交流電機中，由于電流的周期性變化，電機內(nèi)部會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場。這個旋轉(zhuǎn)的磁場可以看做是一個矢量，它的方向和大小隨著時間而變化。

在Park變換中，我們需要將這個旋轉(zhuǎn)的磁場投影到d軸和q軸上，以便對電機進行控制。因此，我們需要選取一個磁場旋轉(zhuǎn)軸作為參考。一般情況下，我們選擇電機的磁場旋轉(zhuǎn)方向作為磁場旋轉(zhuǎn)軸，這樣可以使得d軸信號與電機磁場方向?qū)R，q軸信號與d軸信號垂直。

d軸和q軸的意思：

在Park變換中，d軸和q軸是兩個正交的坐標(biāo)軸，它們通常被用來描述電機內(nèi)部磁場的方向和大小。其中，d軸通常與電機內(nèi)部磁場的方向?qū)R，q軸則垂直于d軸。

具體來說，d軸通常被定義為電機內(nèi)部磁場旋轉(zhuǎn)軸方向，因此它的方向是固定的。而q軸則垂直于d軸，其方向取決于d軸和q軸構(gòu)成的坐標(biāo)系的選擇。在通常的情況下，我們選擇d軸和q軸構(gòu)成的坐標(biāo)系與電機的永磁體磁場方向?qū)R，因此q軸方向就是永磁體磁場方向的垂直方向。

使用d軸和q軸描述電機內(nèi)部磁場，可以將三相交流電機轉(zhuǎn)換為以d軸和q軸為坐標(biāo)軸的直流電機。這樣，我們就可以通過控制d軸和q軸上的電壓或電流來控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。

什么是Clarke變換？

Clarke變換是一種常用的三相電機控制中的坐標(biāo)變換方法。它是將三相交流電信號從三相坐標(biāo)系（abc坐標(biāo)系）變換到兩相坐標(biāo)系（αβ坐標(biāo)系）的線性變換方法。

Clarke變換將三相電信號的瞬時值通過一個線性變換映射到一個新的二維坐標(biāo)系中，其中α軸與三相電信號的相互作用最小，而β軸則包含了所有的相位信息。這種變換的主要目的是將三相電信號轉(zhuǎn)換為兩個等效的信號，其中一個信號與α軸的投影成正比，而另一個信號與β軸的投影成正比。

什么是SVM表

SVM表是一種用于描述空間矢量調(diào)制（SVM）的工具，其中SVM是一種常見的電力電子控制技術(shù)，用于控制交流電機、電網(wǎng)等系統(tǒng)。

SVM表是一個二維表格，其中每個單元格對應(yīng)于一個矢量，用于描述控制器產(chǎn)生的輸出信號。SVM表的橫軸和縱軸分別代表電壓空間矢量的d軸和q軸分量，每個單元格中的數(shù)值表示該空間矢量的大小和方向。

SVM表中每個單元格對應(yīng)于一種電壓空間矢量，通常使用極坐標(biāo)來描述。每個單元格中的數(shù)字表示該矢量的長度，而單元格的位置和角度則表示該矢量的方向。通過對SVM表進行解析，控制器可以選擇最合適的空間矢量來驅(qū)動交流電機或控制電網(wǎng)，以達到最優(yōu)的控制效果。

極坐標(biāo)是用來描述平面上一個點的坐標(biāo)系，它使用極徑和極角兩個參數(shù)來確定點的位置。在極坐標(biāo)系中，點的位置由一個非負(fù)實數(shù)（極徑）和一個角度（極角）來確定。極徑表示點與坐標(biāo)原點的距離，而極角表示點與某個固定軸之間的角度。極坐標(biāo)通常用于描述圓形、橢圓形和其他具有圓形對稱性的圖形。

在極坐標(biāo)系中，通常將坐標(biāo)原點稱為極點，將固定的軸稱為極軸。極角通常以弧度制表示，從極軸正方向開始逆時針方向測量，范圍為0到2π。因此，每個點在極坐標(biāo)系中都可以表示為（r，θ），其中r表示極徑，θ表示極角。

旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)是一種坐標(biāo)變換方法，它通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系來描述平面上的點。在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，坐標(biāo)軸會繞著一個固定點旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而改變點在坐標(biāo)系中的位置。

旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系通常由兩個參數(shù)來描述：旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)中心。旋轉(zhuǎn)角度表示坐標(biāo)軸繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的角度，可以是正值或負(fù)值，表示順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)中心是坐標(biāo)系繞其旋轉(zhuǎn)的點，可以是任何平面上的點。

在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中，一個點的坐標(biāo)通常表示為（x,y），其中x和y分別表示點在原始坐標(biāo)系中的水平和垂直坐標(biāo)。通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，可以將點的坐標(biāo)變換為（x',y'），其中x'和y'分別表示點在旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)系中的水平和垂直坐標(biāo)。這種變換可以使用矩陣乘法來實現(xiàn)，其中矩陣包含旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)中心的信息。

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