FOC电机位置控制时三环控制？两环控制？怎么选？

一、三环控制（位置环 + 速度环 + 电流环）
（一）优点

高精度位置控制：
速度环的作用：速度环可以对位置环的输出速度指令进行精确调节，确保电机在达到目标位置的过程中，速度变化平稳且符合预期。例如，在高精度的机械臂控制中，速度环能够有效抑制位置环因快速指令变化带来的抖动，使机械臂的运动轨迹更加平滑。
动态性能优化：速度环的存在可以提高系统的动态响应能力。当位置指令突变时，速度环能够快速调整电机的速度，使得电机能够更快地接近目标位置，减少位置误差的累积。

负载适应能力强：
电流环的精细调节：电流环能够实时监测电机的电流变化，从而精确控制电机的转矩输出。在负载变化时，电流环可以迅速调整电流，以保持电机的转矩稳定。例如，在带负载的电机运行中，当负载突然增加时，电流环可以快速增加电流，使电机能够继续稳定运行，而不会出现失速或位置偏差过大的情况。
速度环的缓冲作用：速度环可以在一定程度上缓冲负载变化对位置控制的影响。当负载变化导致电机速度波动时，速度环能够通过调节速度指令，使电机的速度重新稳定，从而间接保证位置控制的精度。

缺点：
参数调试复杂：三环控制需要分别调试位置环、速度环和电流环的参数，且各环之间的参数相互影响。例如，位置环的增益设置过高可能会导致速度环的调节过于剧烈，进而影响电流环的稳定性。调试过程中需要多次调整各环的参数，才能找到最优的参数组合，这增加了调试的难度和时间成本。

二、两环控制（位置环 + 电流环）
优点：
参数调试简单：两环控制只需要调试位置环和电流环的参数，参数之间的相互影响相对较小。例如，位置环的增益设置主要影响位置控制的精度和响应速度，电流环的增益主要影响电流控制的精度和稳定性。调试过程中可以分别对两个环进行优化，相对容易找到合适的参数组合，大大减少了调试时间和难度。

缺点：
位置控制精度受限：由于没有速度环，两环控制对位置指令的响应速度和精度相对较低。例如，在位置指令突变时，电机可能会出现较大的位置偏差，且需要较长时间才能稳定。这是因为电流环直接响应位置环的输出，缺乏速度环的缓冲和调节作用。

负载适应性差：在负载变化时，两环控制的适应能力相对较弱。电流环虽然可以调节电流，但由于没有速度环的辅助，电机的速度可能会出现较大波动，从而影响位置控制的精度。例如，在带负载的电机运行中，当负载突然增加时，电机可能会出现短暂的失速或位置偏差增大。

笔者调试经验：
两环控制 PID 参数确实比三环好调，控制精度也还行，具体看应用，三环参数整定确实麻烦 、，需要对整个系统从电机基本参数、到采样、到环路更新频率，以及环路参数输出控制有一个整体的认识才行。
建议先2环调出经验，再切3环。