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一、电机的三种控制模式
1、力矩控制模式
◎电机在运行过程的电流，始终等于给定的值。
◎比如使用电机来拉伸弹簧，设定电流值越大，弹簧被拉伸的长度越长。设定电流越小，弹簧被拉伸的长度越短。设定电流为零，弹簧不被拉伸。
◎在SimpleFOC项目中，受限于Arduino UNO的运行速度，大部分例程没有使用电流采样，所以设定电压值代替设定电流值。
2、速度控制模式
◎让电机始终按照设定的速度运转，不因负载的变化而变化。
◎速度控制一般会采用内环电流环，外环速度环的方式，所以可以限制转动过程中的电流不超过设定值。
◎比如传送带传送物品，给定的速度不会因为传送带上是空载或者带载发生变化，但是当负载过大，电流超过设定值的时候会报警或自动停止。
3、位置控制模式
◎精确控制电机转动到指定角度，
◎位置控制一般会采用内环电流环，外环速度环，最外环位置环的方式，所以可以限制转动过程中的最大速度，和最大电流。
◎比如机械臂从A点运动到B点，并限制挥舞过程中的最大速度和最大力矩。
二、硬件说明
1、硬件清单
| 序号 | 名称 | 数量 |
|---|---|---|
| 1 | Arduino UNO | 1 |
| 2 | simpleFOCShield V2.0.3 | 1 |
| 3 | 带磁编码器的云台电机 | 1 |
| 4 | 12V电源 | 1 |
| 5 | 方口USB线 | 1 |
如下图所示：
simpleFOCShield V2.0.3购买链接：淘宝购买
带编码器电机购买链接：淘宝购买
2、硬件连接
⑴、SimpleFOCShield V2.0.3主板与Arduino UNO主板堆叠连接，
⑵、USB线连接Arduino UNO主板，与主板通信并提供5V电压，
⑶、12V电源连接主板TB_PWR接口，注意正负极，
⑷、电机三根相线连接至V2.0.3主板TB_M1的3个接口，
⑸、电机编码器的I2C接口与排母连接，注意正负极。
硬件连接如下图：
三、程序演示
1、力矩控制
⑴、打开例程
⑵、修改程序
①、修改编码器为AS5600_I2C，
②、修改电机极对数为7，
例程为只读文件，可以验证上传，如需保存要“另存为”。
⑶、验证上传
⑷、打开串口监视器
⑸、等待初始化
初始化完成后，电机开始转动，
⑹、电机观测
此时对电机施加阻力，电机表现为固定大小的力矩，使劲捏紧电机会停止，
⑺、发送指令
设定不同的电压值，电机转速不同，表现出大小不同的力矩，如果此时有电流表可以观测到电流也不相同，
⑻、程序说明
力矩模式是控制电流实现对力矩的控制，但在simpleFOC项目中，用电压代替电流，通过设定不同的电压实现对力矩的控制，
闭环力矩模式演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1rq4y1E7Vd/
2、速度控制
⑴、打开例程
⑵、修改程序
①、修改编码器为AS5600_I2C，
②、修改电机极对数为7，
例程为只读文件，可以验证上传，如需保存要“另存为”。
⑶、验证上传
⑷、打开串口监视器
⑸、等待初始化
初始化完成后，电机静止，锁定在起点位置，
注意：不同电机需要设定不同的PID参数，参数不符可能会导致电机振动，忽快忽慢等异常，下图修改后的参数仅保证本人当前使用的电机运转平稳。PID调节方法请自行百度。
⑹、发送指令
设定电机速度，电机转动，比如设置T6.28，电机以6.28rad/s的速度转动，即一圈一秒，
⑺、电机观测
对电机施加阻力会发现，无论速度设置为多少，电机为了达到设定的转速，会持续增加动力（如果有电流表，可以看到电流不断增加），这与力矩模式中的恒定阻力截然不同。
闭环速度模式演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV11y4y1g7mC/
3、角度控制
⑴、打开例程
⑵、修改程序
①、修改编码器为AS5600_I2C，
②、修改电机极对数为7，
例程为只读文件，可以验证上传，如需保存要“另存为”。
⑶、修改PID参数
位置环内是速度环，所以要修改的参数包含速度环和位置环的两套PID参数。
下图修改的参数并不一定适合所有电机，也不一定是当前使用电机的最佳参数，对PID的更深入了解请自行百度。
⑷、验证上传
⑸、打开串口监视器
⑹、等待初始化
初始化完成后，电机静止，锁定在起点位置。输入角度指令，点击发送，
⑺、电机操作
设定不同角度，观察电机的转动位置。
当前例程中，角度采用累加方式，比如当前输入指令为“T10”，电机转过10rad后停止，再输入指令“T11”，则电机沿着刚才的方向再转过1rad后停止。
闭环位置模式演示视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Ny4y137XX/
（完）
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