這段時間有比較多同學問到我一個相同的問題，這矢量控制一塊又一塊的，幹啥非要整成這個樣子，矢量控制的整體結構爲什麼是這樣的？哈哈哈哈，當時可把我給問住了，這可真是個令我頭髮飛舞起來且禿頭的問題。可能對於剛剛進入矢量控制的我們來說哈，這一下有了這麼多書有了這麼多資料，到底又該從何下手呢？這樣的提問不禁讓我覺得框架結構的理解其實是一個很重要的問題。在開始系統學習之前，如果能夠對整個系統有一個大體的概念；在不知道具體細緻原理之前，如果能夠初步瞭解各個模塊的作用，以及各個模塊協同工作的聯繫，那麼在深入細緻的學習時就會感到更加踏實，就像玩遊戲的時候，知道自己到底在攻破哪個關卡，這種學習的成就感就油然而生。因此我希望在此，通過我自己的一些個人總結，把整個原理框架給大家初步的闡述一下，有不對地方還希望大家指正。（此篇文章主要從各模塊作用的角度上闡述矢量控制，如何通過這一個一個積木搭建成爲一個系統）
總體 矢量控制結構框架
矢量控制原理框圖如下圖所示，我將其分爲主要的7個小的模塊進行闡述，模塊代號在下圖中已標註出來。
1 Clark變換模塊（3s/2s變換）
下圖爲永磁同步電機在三相座標系下的磁鏈方程，可以從中看出三相永磁同步電機是一個複雜的系統，具有多變量、強耦合以及非線性的特性，因此在三相靜止座標系下對永磁同步電機進行直接控制是比較困難的。通過座標變換與解耦運算的方法，使得各個物理量從靜止座標系轉換到同步座標系。將定子電流分解爲互相獨立的歷次電流和轉矩電流，且均爲直流量。這樣就能夠分別對勵磁電流和轉矩電流進行實時控制，以達到直流電機的控制性能。（直流電機的性能優越的原因是獨立控制勵磁電流和轉矩電流，這兩者能夠獨立控制，就可以控制何時施加轉矩，就可以按照需求隨意控制電機是否轉動轉多快的問題）
Clark變換的作用就是將三相座標系的量轉換到兩相靜止座標系。這裏我們不禁提出一個問題，爲什麼要換到兩相靜止座標系呀?其實有個最簡單的道理在裏面，直角座標系的縱軸和橫軸之間相互垂直，各自發展趨勢對彼此相互不影響，其數學模型中的變量更容易實現獨立控制，這是三相座標系不具備的優點。
2 Park變換模塊（2s/2r變換）
在經過Clark變換後，電機的數學模型已經坐落在兩相靜止座標系了，但由於PMSM也分爲轉子和定子，兩者之間的不同步，無法通過控制一個電流就能實現對磁場或者轉矩的控制，因爲控制逆變器定子側的電流，對轉子的控制還受到位置因素的影響，相同電流不同位置控制效果不同，所以還需要解耦。如果能夠實現定子和轉子同步旋轉呢，就可以使得兩者處於相對靜止狀態（書上描述爲旋轉磁動勢的大小和轉速和固定的交流繞組產生的旋轉磁動勢相同），此時就跟直流電機沒有任何區別了，一個電流控制勵磁，一個電流控制轉矩。
所以Park變換的作用就在於剔除位置信息對控制的影響，使得同步電機在兩相座標系下，等效爲直流電機，但此時又在旋轉所以稱爲兩相旋轉座標系。
注：變換這部分需要細究的同學，請查閱陳伯時運動控制系統的6.6節座標變換內容，講得極其詳細。
34 PI調節器模塊
電流調節器和轉速調節器在模塊搭建上是分開的，但其實兩者在功能上是一致的，所以在這裏將兩者放在一起敘述。
PI調節器在所有領域，它根據給定值與實際輸出值構成度控制偏差，將偏差的比例和積分通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制。PI調節可以按照比例反應系統的偏差，系問統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。
P：比例， I：積分。PI調節叫作：比例、積分調節。它的原理是通過比例積分（指對輸百入、輸出偏差的作用）調節器（作用），控制輸出信號符合設定值。
比例調節作用：按比例反應系統的偏差，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調節，減少誤差，但是過大的比度例，使系統的穩定性下降，甚至造成系統的不穩定。
積分調節作用：使系統消除穩態誤差，提高無誤差度。因爲有誤差，積分調節就進行，直至無差，積分調節停止，積分調節輸出一常值。 更詳細的介紹還得上小破站：https://www.bilibili.com/video/av42262043
回到電機控制系統，無論是電流PI調節器還是轉速PI調節器，都是給定值和反饋值的誤差轉化爲下一個環節的給定值。例如轉速PI調節器，回到文章的第一張圖，將給定轉速和反饋轉速的誤差轉化爲 iq 的PI調節器的給定值 iqref，實現對轉矩的控制，從這裏就可以理解爲什麼給定轉速大於反饋轉速的時候，輸出轉矩爲正，需要電機加速；而給定轉速小於反饋轉速時，輸出轉矩爲負，需要電機減速。
5 Ipark變換模塊
此模塊作用是將兩相旋轉座標系下的Ud和Uq轉化爲兩相靜止座標系下的Ualpha和Ubeta，這裏估計就有鐵汁們就要問了，你不都花了老大勁變過去了，咋滴又變回來是個啥情況啊。
其實原因在於哈，我們最終控制的三相逆變器他是鐵骨錚錚的三相靜止座標系模型啊，三相全控橋六個開關三個獨立相可不能被我等小輩在此耍花招變來變去，大家不妨記住一個常理電力電子的都是鐵漢！電機控制的都是花裏胡哨的（開個玩笑）。所以在Ud和Uq給定後，我們得把他變回去，通過SVPWM模塊轉化爲對應的脈衝序列，對逆變器進行相應的控制。
6 SVPWM模塊
這部分就是空間矢量控制技術，其原理是從電機的角度出發使得電機處於幅值固定，可跟隨電機轉子旋轉的旋轉磁場，即磁通正弦。它以交流電機所用的理想磁通圓爲參照，把三相對稱的正弦波電壓產生的理想磁場作爲參照，對逆變器的開關進行有序的組合，使得產生的磁通能夠逼近基準圓磁通，最終可以得到逆變器的不同開關狀態的組合，而這些組合的控制是通過PWM的形式來控制的。
此部分的作用在整個控制框架內，是對Ipark模塊變換出來的給定電壓Ualpha和Ubeta進行脈衝實現，也就是通過SVPWM產生於相應的脈衝使得逆變器輸出的電壓於Ualpha和Ubeta一致。
此部分其實具有相當多的內容，具體請參照此鏈接內的文件 下載鏈接：SVPWM詳解 提取碼：zvsl
小結：
從上述內容可以總結出一個信號的流程，此流程從電機出發，經過電機三相靜止座標系下電流iaibic 、兩相靜止座標系電流ialpha 和 ibeta， 兩相旋轉座標系電流 id 和 iq，兩相旋轉座標系給定電壓 Ud 和 Uq ，兩相靜止座標系給定電壓 Ualpha 和 Ubeta，6路PWM脈衝信號。我自己畫了一個信號流圖。鐵汁可以兩個圖結合起來看，就知道具體整個系統是怎麼運行的了。
