（一）关于步进电机的FOC控制

        作为一名电制爱好者，我最近一直在探索步进电机的磁场定向控制（FOC）实现。很多人认为步进电机只能进行简单的开环控制，而无刷电机才是高性能应用的代名词。

        但事实上，混合式两相四线步进电机在结构和工作原理上与无刷电机有着相似之处。并且步进电机实现FOC相对来说更为简单，是初步学习FOC策略的不错选择。这里我们一起来探索这两类电机之间的内在联系，并深入了解步进电机实现FOC控制的可能性与技术路径。一、混合式步进电机与无刷电机的内在联系

一、混合式步进电机与无刷电机的内在联系

1. 基本结构的相似性

从结构上看，混合式两相步进电机和无刷电机都是永磁转子+定子绕组的结构：

        💡定子方面：两者都有多相绕组（步进电机通常为两相，无刷电机通常为三相）

        💡转子方面：都采用永磁材料制造转子磁极

        💡无刷设计：两者都没有电刷和机械换向器，依靠电子换向

这种结构上的相似性为它们采用相似的控制策略奠定了基础。

2. 工作原理的相通之处

虽然传统上步进电机采用脉冲控制，而无刷电机采用连续旋转控制，但它们的本质工作原理是相通的：

混合式步进电机结合了永磁式和反应式的优点。它通过分步控制，使电机以特定的角度逐步旋转，适合于需要精确控制位置的应用。

而无刷直流电机通过控制电流的方向和大小来调节转速和转矩，通常采用SVPWM技术控制。但当步进电机采用类似SPWM的细分技术实现微步控制时，它可以实现类似无刷电机的平滑运动。

而我们所谓的FOC矢量控制呢，在理论上可以实现无限细分，使步进电机的性能提升，并可以引入闭环，实现真正的伺服控制，并解决步进电机最致命的弱点：失步。

二、步进电机实现FOC控制的技术路径

1. FOC控制的基本原理

磁场定向控制（FOC）是一种先进的控制策略，它通过将三相电流分解为直轴（d轴）和交轴（q轴）分量来实现对转矩和磁场的独立控制。

而对于两相步进电机，虽然只有两个绕组，但在一般的步进电机中，两相绕组是正交的，从而可以简化步骤，省略我们的clarke变换，所以其余同样可以采用类似的思路进行一个电流环FOC控制：

        💡电流检测： 对AB两相电流进行检测

        💡Park变换：将AB轴静止系转换为dq轴旋转坐标系

        💡PI调节器：对Id和Iq进行控制

        💡 invpark变换： 讲dq轴转换为AB轴

        💡SVPWM调制:   输出占空比

        💡双H桥驱动：驱动我们的步进电机

大家可以发现这个步骤是和无刷电机一一对应；

2. 主要技术区别

步进电机的foc控制主要不同的点在于我们的双 H 桥逆变器两相SVPWM技术，

而术其关键问题有四点:

1.逆变器和开关量选择 2.基本电压作用时间计算 3.合成矢量的扇区选择 4.电压作用顺序。

这些部分和无刷电机的foc有些许不同，但大体思想不变

后续我们会对步进电机的FOC进行详细的讲解