新人求问永磁同步电机FOC控制方式和开环方式比较到底有什么好处？

hiasme

新入电机控制领域，想咨询个小白问题
我们目前在做一个项目，电机主要工作在低速区，电机运转速度小于5°/s，但是要求速度波动峰峰值不超过0.2°/s，小功率，100W
用FOC控制算法，做了好久，发现不论怎么做，甚至没有开环控制方法好。
所谓的开环控制方法，就是生成3个相差120度的正弦波直接去驱动电机。
我发现不论怎么调，简单的开环方式控制的速度波动很小，刚度也能上去，反倒FOC算法不论怎么调试，速度波动，系统刚度都很差，比开环方式差很多。
我是用TI的28335和TI的例程在做，用分流电阻采样（功率小），初期效果很差，于是怀疑电流环带宽不足，我已经尽量缩短了控制周期，将电流环控制频率调整为30K，最终电流环执行时间大概是6us，同时仔细调整了电流环PI参数,最终电流环D轴Q轴上升时间大概为200us，并且没有什么超调，看D,Q轴电流跟随的也很好，没有波动一条直线。
改进后性能有提升但是还是没有开环好，闭合速度环后速度波动大。TI的例程我已经优化了很多了，通过我的努力闭合速度环后的波动已经减小很多了，但是就这样都比不过开环方式，产生了极大的挫败感。
我想问的是FOC到底好在哪？：
一说无刷直流电机，永磁同步电机，网上所有的方案都是FOC，很少有提到120度正弦波开环控制的（简单的开环控制我还是偶尔看到的），但是评估结果确让人大跌眼镜，不论我怎样努力，FOC的效果远没有开环好。与其这样，何必非得用FOC？硬件也复杂，软件也复杂，还得采电流。
1、FOC算法适用范围到底是哪里？我的这种低速应用环境是不是不需要用FOC？
2、我的问题出在哪里？是不是TI的28335例程就是这种水平？就是个教学用的原理展示，谈不上什么性能。但是根据我的了解，坊间很多人也是在用28335在做FOC啊，难道他们不要求这么高的速度精度？只是能转起来就行？或者转速很高，几千转？不在乎那几度秒的波动？
3、想做性能好的FOC就得用FPGA和DSP结合？专业伺服厂家都是有自己定制芯片？
4、我应该往哪方向努力？提高电流环带宽？降低采样电流噪声？加快电流采集AD转换的速度？

秋天不再

1.有感还是无感的？
2.采用什么方式速度采样？
3.回答你为什么不用开环的原因，你的电机应用场合，负载是什么机械特性，有负载突变的可能么? 开环一方面启动力矩较小，其次对突加负载性能不好，负载过大甚至有可能失步。在闭环的情况下，不会出现这种情况。所谓的FOC其实就是模拟的直流电机的控制方式，将励磁电流和转矩电流进行分开控制。
以上为个人见解，如有错误之处，还请海涵！

Warmed_ice

FOC闭环控制动态响应性能好，开环控制动态性能差
FOC闭环控制需要电流和速度反馈，所以这些信号采样要确保足够精确，不知道你的电机运行时电流有多少，电流太小不好控制，另外PI参数选择也很重要，开环控制就不需要考虑这些
你用的是什么电机，同步还是异步呢

hiasme

秋天不再 发表于 2018-2-23 08:53
1.有感还是无感的？
2.采用什么方式速度采样？
3.回答你为什么不用开环的原因，你的电机应用场合，负载是 ...

1有感，旋变测角
2测速精度很高，测速机测速，不是用编码器角度微分
3固定负载，貌似突变的可能性不大，就是有点摩擦力

hiasme

Warmed_ice 发表于 2018-2-24 14:12
FOC闭环控制动态响应性能好，开环控制动态性能差
FOC闭环控制需要电流和速度反馈，所以这些信号采样要确保 ...

同步电机
电流采样貌似确实是个问题，我的系统运行起来无扰动时转速低，电流小，估计就0.1A电流吧，我用电阻采样的，是不是这里有问题啊？

Warmed_ice

电流挺小的，会对干扰比较敏感，可以做一下滤波处理看看效果会不会好点，采样电阻可以选精度高点的

冷寒凉

如果只是低速 转速精度要求不高  恒负载运行 那开环控制简单  完全符合需要 ； FOC 虽然复杂 但是控制精度高  抗扰能力强  

其实我不

电流小就加大采样精度，最好上传一下电流波形 看看干扰怎么样，能不能提供一下LAYOUT看看是不是差分采样

zzx1992

你这转速太低了，旋转变压器测角不是好方案，那玩意本来精度就没有编码器高，噪声大，至于你说的从测速发电机的精度也说不好，极低速感觉还是得靠超高位数的光编来做，而且测速处理要做好。

mtswz213

这个就是速度太低，旋变测速精度不够引起的，你直接上一个16Bit精度以上的编码器，肯定妥妥的。

cui7047

楼主你开环的时候，三相电频率设的多大啊，是直接上电就能转了吗？不需要判断电机转子的初始位置吗？

阿弃金W_F2rZp

学习了，谢谢，谢谢谢谢

bradlau

FOC在低速时候，不是很好用吧？
你是做云台方面产品吗？位置控制方面？

18201975434

bradlau 发表于 2019-10-24 15:13
FOC在低速时候，不是很好用吧？
你是做云台方面产品吗？位置控制方面？

foc低速无感现在应该也算比较成熟了，已经解决了