标题：两相步进电机 FOC 矢量控制 Simulink 仿真模型
摘要：本文基于两相步进电机，采用 SVPWM 控制算法实现了 FOC 矢量控制，在 DQ 轴上实现了解耦
控制。同时，采用了转速电流双闭环控制策略，电流环部分采用 PI 控制，转速环则采用 PI 控制和自
抗扰 ADRC 控制，通过分析 ADRC 控制优越性，实现了更精确的步进电机控制。
关键词：两相步进电机、FOC 矢量控制、SVPWM 算法、DQ 轴解耦控制、转速电流双闭环控制、PI 控
制、自抗扰 ADRC 控制
引言：
两相步进电机因其结构简单、成本低廉、控制方式灵活等优势，在工业自动化领域得到广泛应用。为
了提高步进电机的运动精度和效率，本文提出了一种基于 FOC 矢量控制的 Simulink 仿真模型。该
模型采用 SVPWM 控制算法，实现了 DQ 轴解耦控制，并采用转速电流双闭环策略，其中电流环部分采
用 PI 控制，转速环则分别采用 PI 控制和自抗扰 ADRC 控制。本文将详细介绍两相步进电机 FOC 矢
量控制的实现原理和 Simulink 仿真模型的搭建过程，并对 ADRC 控制的优越性进行了分析。
1. 两相步进电机 FOC 矢量控制
1.1. SVPWM 控制算法
SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种广泛应用于电机控制的调制算法。
本文采用 SVPWM 控制算法实现对两相步进电机的控制，通过对电机定子磁通矢量和转子磁通矢量进行
合理控制，实现精确的转速和位置控制。
1.2. DQ 轴解耦控制
DQ 轴解耦控制是 FOC 矢量控制的关键技术之一。本文在 SVPWM 控制算法的基础上，通过将电机电流
转换到 DQ 轴坐标系下，实现了对定子电流和转子电流的解耦控制。通过解耦控制，可以独立控制电
机的转速和转矩，提高步进电机的动态性能和控制精度。
2. 转速电流双闭环控制
2.1. 电流环采用 PI 控制
在 FOC 矢量控制中，电流环的设计对整个控制系统的性能有重要影响。本文采用 PI 控制算法对电流
环进行控制，通过对电流误差进行积分和比例运算，实现精确的电流闭环控制。
2.2. 转速环分别采用 PI 和自抗扰 ADRC 控制
在 FOC 矢量控制的基础上，本文进一步优化了转速环控制策略。采用 PI 控制算法进行转速环控制，
通过对转速误差进行积分和比例运算，实现对步进电机转速的精确控制。同时，引入自抗扰 ADRC（
Active Disturbance Rejection Control）控制策略，通过对系统的扰动进行预估和补偿，
提高步进电机的抗干扰能力和动态响应。
