永磁同步电机矢量控制基础补充（九）——调制模式和控制方式之间的区别？

近段时间经常有同学和我讨论：矢量控制是什么控制方式？双闭环控制策略就叫做矢量控制吗？

其实刚开始学习难免会对矢量控制的概念有所模糊，具体是对于调制模式和控制方式之间的区别不太清楚。在此具体讲述一下如何对调制模式和控制方式两个名词的概念进行区分，各式各样的调制方式和控制方式又是基于什么得来的？

1 什么是调制模式？

对于电气领域，调制模式主要应用在逆变器上，以三相逆变器（如下左图所示）为例，控制系统需要特定的6路脉冲序列（PWM）驱动逆变器中的6个开关管，从而使得直流电被转化为我们需要的交流电，驱动电机旋转。

调制模式就是如何生成这个所需脉冲序列（PWM）的方法。在我的理解中，调制模式就是基于如何驱动逆变器而产生的概念，它主要强调了依据指令电压生成脉冲序列（PWM）的过程，例如我们熟知的SVPWM空间矢量调制技术，其目标就是为了得到电动机定子理想磁链圆（如上右图所示），并根据这个目标来生成相应的脉冲序列（PWM），SVPWM的名称也是来源于它的调制目标。再举个例子，经典的SPWM调制技术，其目标是为了使得逆变器输出电压尽量接近正弦波，并依据此目标生成脉冲序列，因此被成为Sine PWM。

所以根据以上两个例子，对于调制模式的定义我们可以得到两个关键点

1. 调制模式是如何生成脉冲序列（PWM）的方法
2. 调制模式的命名是根据其调制目标来确定的

2 什么是控制方式？

我们经常可以听到基于id=0的控制、最大转矩电流比（MTPA）控制、弱磁控制、三闭环位置控制等等这些名词，其实仔细揣摩不难发现，这些名词都包含了对系统的某个性能目标的控制，比如三闭环位置控制，其控制目标就是位置，位置控制实现的方法就是三闭环。

那么具体如果概括的说控制方式是什么呢？就我个人的理解而言，控制方式是从整个电机控制系统的控制目标和控制过程出发，对整个控制系统的控制目标和实现过程进行阐述。

如果说调制模式是强调如何依据指令电压生成脉冲序列（PWM）的过程，那么控制方式强调的就是如何根据电机状态（各种实时电流电压大小）得到指令电压的过程。例如我们熟知的双闭环速度控制系统，其目标就是为了控制电机的转速按照给定转速运行，依据电机实时转速状态得到指令电压的大小，从而控制电机到达我的给定转速。再举个例子三闭环位置控制系统（如上图所示），其目标是为了控制的电机转到我指定的位置，依据电机的实时位置、通过三个闭环PI调节器得到指令电压的大小，从而控制电机转到我想要他转到的地方。

同样可以根据以上两个例子，对于控制方式的定义我们可以得到两个关键点：

1. 控制方式强调的是如何得到指令电压的方法
2. 控制方式的命名是根据其控制目标和控制过程来确定的

3 两者的区别和联系

两者的区别就在于：控制方式强调如何根据电机状态和控制方式生成指令电压，而调制模式强调如何根据指令电压生成脉冲序列。两者的目标不同，实现的方式也不同。如果说从输入输出的角度考虑，两者的不同将更加明显，控制方式的输入是电机状态量，输出是指令电压量；而调制模式的输入是指令电压量，输出是驱动逆变器运行的脉冲序列（PWM）。

可以从以上的输入输出的分析得到两者的联系，调制模式是实现控制方式的基础，而控制方式则是调制模式指令电压的来源，只有优良的控制方式和较好的调制模式，才能共同实现性能优越的系统控制。

因此文章开头的问题就可以得到解决了，如下框图所示，其中绿色区域为控制方式部分，而黄色区域为调制模式部分。那么所谓的矢量控制系统如果完全阐述出来就是：基于SVPWM控制矢量调制策略的id=0双闭环控制系统，简称为基于id=0的双闭环矢量控制系统，矢量两个字代称空间矢量调制技术SVPWM。