采用方波控制算法的電調，讓無刷電機真正被引入航模及無人機領域。不過在使用過程中，這種控制算法的劣勢也越來越明顯。這也讓一種早已有之的算法——FOC被引入無刷電調的設計中。
傳統電調的控制方式是電調控制無刷電機內線圈繞組換向，多用六步換向法，控制方式則是方波控制。所謂方波控制，就是上述切換只負責開關電路，繞組的電流只有“通”和“斷”兩種狀態；電調通過控制接通的頻率來調節轉速，通過控制“通”和“斷”的比例來控制平均電流大小。在一個控制周期內，繞組線圈的“通”、“斷”比例被稱為“占空比”，這種控制稱為占空比控制（PWM）。
在方波控制方式下，電調只需控制電路的“通”、“斷”。這種方法的控制率算法較為簡單：電調無需獲得電機轉子的具體角度值，只需判斷感應到的反向電動勢是否過零點，過零點后即可執行換向操作。
方波控制的缺陷基于前文所述六步換向法、采用方波控制算法的電調，在使用過程中暴露了其固有缺陷，具體表現為以下4點。
1.驅動電流的峰值較高
方波控制模式下的電機，電機繞組線圈內的電流只有“通”和“斷”兩種狀態。即使在占空比很小的低功率狀態下，電機電流平均值較小，繞組線圈的脈動電流峰值也會很大。由于繞組線圈的電阻發熱量與其電流值的平方成正比，因此電機的發熱損耗較大。
2.存在脈動轉矩
如果電調采用方波控制，那么與之相連的電機內部磁場強度和方向實際是跳躍的，由此產生的扭矩自然也是脈動的。在對控制精度要求很高的動力系統中，這種脈動會降低飛行器的穩定性，尤其是依賴扭矩控制航向的多旋翼無人機，會給自動控制帶來更多的干擾因素。
3.震動和噪聲較大
電機內存在脈動扭矩，帶來的直觀感受是飛行器的震動和噪聲較大。這種震動通過電機傳遞給機身，在影響機身結構疲勞壽命的同時，還會干擾自駕系統的傳感器以及任務載荷。更有甚者，若是振動頻率與機身結構的共振頻率相近，發生耦合現象，會嚴重影響整機性能和安全性。
對消費級無人機而言，脈動扭矩帶來的噪聲會影響用戶的使用體驗，干擾航拍效果。而某些專門領域的無人機，對低可探測性有要求，較大的噪聲會令其更易被發現。
4.低速和啟動性能較差
在方波控制下，電機依賴感應反電動勢來完成過零檢測。啟動初期，由于沒有初始位置參考，因此電調判斷零點位置存在困難。直觀感受是往往需要抖動幾下，電機才開始運轉。如果電機和電調匹配不好，或者電調的設置不正確，還可能出現電機原地抖動、發熱、無法啟動，或急加速時“丟步”、“掉速”等不正常現象。
磁場導向控制FOC
隨著電調產品的更新換代，一種優于方波控制的理論算法被引入電調控制程序中，那就是FOC（Field-Oriented Control）。
FOC被稱為磁場導向控制，是一種利用變頻器（VFD）控制三相交流電機的技術。這種技術通過調整變頻器的輸出頻率、輸出電壓的大小及相位，來控制電機的輸出。其特性是可以單獨控制電機中每個繞組線圈的磁場方向和強度，類似他勵式直流電機。由于在FOC算法的方程式中，三相交流電機的定子電流通過兩個可視化的正交矢量分量來描述，因此這種控制方法又被稱為矢量控制（Vector Control）。
FOC方法可用于控制交流感應電機和直流無刷電機。最開始出現這種控制方法，就是為了提高電機的性能。在FOC控制下，電機不僅能在全速范圍內平穩運行，以零速度產生額定扭矩，還具備良好的高速動態性能，如能夠做到快速地加速或減速。它并不是什么新近發明的“黑科技”，相關理論在幾十年前就已經提出。
派克變換被譽為20世紀發表的第二重要的電工電子論文，一直被用在同步電機及感應電機的分析及研究中，是了解磁場導向控制最需要知道的概念。這個概念由羅伯特·派克（Robert Park）在1929年提出，可將與電機相關的變系數的微分方程變換為“時不變”系數的微分方程。
達姆施塔特工業大學的K. Hasse，以及西門子公司的F. Blaschke分別在1968年和20世紀70年代提出了矢量控制的概念。其中Hasse提的是間接矢量控制，Blaschke提的是直接矢量控制。
隨后布倫瑞克工業大學的維爾納·萊昂哈德（Werner Leonhard）進一步發展了磁場導向控制技術，使得交流電機驅動器開始有機會取代直流電機驅動器。但是當時微處理器尚未商品化，相較于直流電機驅動器，交流電機驅動器的成本高、架構復雜，且不易維護。加之那時的矢量控制技術需要用到大量傳感器、放大器等元件，成本較高，所以無法將其大規模地應用在小型交流電機驅動器中。
到了20世紀80年代早期，微處理器的商業化開始普及，使用FOC控制技術的障礙變為較高的成本、復雜的結構和較低的可維護性。與直流驅動器相比，FOC控制交流驅動器需要非常多的電子組件，如傳感器、放大器等。
隨著微電子技術的發展和進步，尤其是微處理器（即通常說的單片機）和大功率金屬-氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的問世和普及，使采用FOC方案控制設備的尺寸、重量大幅下降，制造成本和能耗也逐年降低。矢量控制除了用在高性能的電機上，也逐漸出現在一些高端家電中，如洗衣機電機、空調冰箱壓縮機等。
FOC技術用于家電產品，可有效提高性能、降低噪聲和能耗。在單片機的控制下，通過采用FOC算法，空調壓縮機甚至能以低至數赫茲的頻率安靜平穩運轉。可以預見，隨著微處理器計算能力的提高，它在未來很可能會取代單變量的電壓-頻率（V/F）控制模式。 |
