作为硬件构建模块提供的磁场定向控制 (FOC)
磁场定向控制 (FOC) 也称为矢量控制，它使用电流控制来管理高精度和带宽的三相电机和步进电机的扭矩。FOC 使用正交施加电流来驱动电机。它是控制永磁同步电机（例如三相 BLDC 电机或两相步进电机）的一种最有效的方法。
伺服控制器是行业领先的同步驱动应用的关键。通过将 FOC 功能集成到硬件中，ADI Trinamic™ 技术为工程师提供了减少伺服控制器设计时间的构建模块。
为何使用 FOC？
为了产生精确的扭矩量，仅仅控制产生特定目标扭矩所需的电流量并不够；您还需要对转子中磁体的磁场进行定相。将同相电流施加到磁场不会产生扭矩，但正交施加电流可以产生扭矩。FOC 通过使用正交施加电流来利用实际电流和转子位置信息，以最大效率驱动电机，从而应对这一挑战。
FOC 的工作原理是什么？
想象一下，您正在试着牵好一头驴。您可以使用绳带来让驴子朝大致正确的方向移动。或者，您也可以在驴行进的路上悬挂一根胡萝卜，并逐步调整它的位置来更精确地引导驴子行进的方向。胡萝卜的放置位置将根据驴当前的位置来引导下一个位置。
在 FOC 驱动的电机中，“驴”就是转子，它的准确位置决定必须用于精确控制下一步的正交电流 IQ（胡萝卜）。换句话说，正交电流 IQ 通过了解转子的准确位置来控制电机。
找到 FOC 矢量
磁场定向控制也称为矢量控制，因为它可用于获取 IQ 并在单个矢量中提供易于使用的控制值。通过向三个正弦电机电流相位施加电压可控制转子，或者，对于步进电机，通过向两个正弦电机电流相位施加电压来控制转子。施加的电压会导致电流通过电机，产生电磁场，从而迫使磁性转子进入所需位置。通过变换电流和电压，FOC 简化了这种方法。
结果是将电流表示为由正交分量 IQ 和 ID 定义的单个向量。通过将实际相电流从定子固定坐标系变换到场同步坐标系，称为 Clarke 和 Park 的两种数学变换可用于找到这种矢量。
使用矢量进行伺服电机控制
凭借 FOC，两个 PI 电流控制器可用于分别控制电机电流矢量的两个方面。一个电流控制器 (IQ) 用于控制电机的扭矩，因此称为扭矩控制器；另一个 (ID) 用于控制电机内部的磁通量。变换基于转子的实际角度，该角度通过霍尔传感器或编码器等位置传感器获取。磁通量主要由转子产生，因而其目标值通常为零。
伺服控制在该架构中添加了速度和位置控制器，使其能够充分发挥定位应用的功能。所有控制器都需要适当的反馈才能在高动态下工作并补偿未知的负载力。对于电流控制器，这意味着需要测量线圈电流。位置可以使用编码器进行测量，也可以使用霍尔传感器进行粗略测量。由于速度传感器并不常见，因此，通常通过位置信号的微分来计算电机速度。