[發(fā)明專利]一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法及電子調(diào)速器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710750936.X
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107425771B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐奐辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江華飛智能科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P21/22;H02P6/28;H02P25/022
• 代理公司: 11291 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃志華

本發(fā)明實(shí)施例涉及一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法及電子調(diào)速器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無人機(jī)中電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制存在響應(yīng)速度慢且不穩(wěn)定的問題，要么在不同大氣壓環(huán)境下電機(jī)性能得不到完全發(fā)揮，而且對(duì)不同螺旋槳兼容性差的問題。該方法包括：無人機(jī)中的電子調(diào)速器接收由控制終端發(fā)送的控制指令；控制指令中包含用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的初始電壓值；電子調(diào)速器根據(jù)初始電壓值、以及反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓值，使用電壓外環(huán)控制策略確定第一輸出值；電子調(diào)速器根據(jù)第一輸出值，以及反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電流值，使用電流內(nèi)環(huán)控制策略確定第二輸出值；電子調(diào)速器直接或者在滿足設(shè)定條件時(shí)，根據(jù)第二輸出值確定用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法及電子調(diào)速器。

背景技術(shù)

無人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人機(jī)電子調(diào)速器就是控制無人機(jī)螺旋槳的無刷電機(jī)的速度控制器，其作用就是控制無人機(jī)的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，從而控制無人機(jī)的升力，其關(guān)鍵性能在于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)響應(yīng)是否快速穩(wěn)定，電機(jī)性能是否完全發(fā)揮。而對(duì)于固定一種無人機(jī)螺旋槳，在固定大氣壓條件下其轉(zhuǎn)動(dòng)越高其需要的電機(jī)提供的功率越高，在相同轉(zhuǎn)動(dòng)下，低的大氣壓下需要的電機(jī)功率低，高的大氣壓需要的電機(jī)功率高，可以理解為環(huán)境大氣壓和螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)與電機(jī)提供的功率正相關(guān)。

現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)無人機(jī)中電機(jī)的控制方法主要包括下述兩種方法：

方法一：基于六步換向的無人機(jī)中電機(jī)的控制方法。該方法是通過控制加在無人機(jī)中電機(jī)上的電壓，讓無人機(jī)中電機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于其沒有采用閉環(huán)控制算法，所以其電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制存在響應(yīng)速度慢，轉(zhuǎn)動(dòng)控制不穩(wěn)定，導(dǎo)致無人機(jī)操控性差、機(jī)動(dòng)性差等缺點(diǎn)。

方法二：基于速度-電流環(huán)雙閉環(huán)的無人機(jī)中電機(jī)的控制方法。該方法可以直接控制無人機(jī)中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，需根據(jù)實(shí)際負(fù)載的螺旋槳，設(shè)置無人機(jī)中電機(jī)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)控制值以及配置控制參數(shù)。由于其采用的速度閉環(huán)控制方法需要設(shè)置帶螺旋槳時(shí)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)理論上可以使電機(jī)發(fā)揮到最大性能，而針對(duì)不同的螺旋槳，或者同一種螺旋槳在不同的大氣壓的區(qū)域條件下，其讓電機(jī)發(fā)揮最大性能的最大轉(zhuǎn)動(dòng)是完全不一樣的。所以當(dāng)無人機(jī)處于不同的大氣壓下，其電機(jī)容易無法發(fā)揮全部性能，會(huì)造成無人機(jī)升力不夠的缺點(diǎn)，導(dǎo)致無人機(jī)不穩(wěn)定，機(jī)動(dòng)性，任務(wù)載荷低等一系列問題。并且由于速度環(huán)的控制方法需要根據(jù)不同螺旋槳調(diào)整速度環(huán)路的參數(shù)，其對(duì)不同螺旋槳兼容性差，導(dǎo)致無人機(jī)中電機(jī)不能在更換不同型號(hào)的螺旋槳后，直接可靠、穩(wěn)定的飛行。

綜上所述，目前，現(xiàn)有技術(shù)無人機(jī)中電機(jī)的控制方法，要么電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制存在響應(yīng)速度慢且不穩(wěn)定的問題，要么在不同大氣壓環(huán)境下電機(jī)性能得不到完全發(fā)揮，而且對(duì)不同螺旋槳兼容性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法及電子調(diào)速器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無人機(jī)中電機(jī)的控制方法，要么電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制存在響應(yīng)速度慢且不穩(wěn)定的問題，要么在不同大氣壓環(huán)境下電機(jī)性能得不到完全發(fā)揮，而且對(duì)不同螺旋槳兼容性差的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法，該方法包括：

無人機(jī)中的電子調(diào)速器接收由控制終端發(fā)送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的初始電壓值；

所述電子調(diào)速器根據(jù)所述初始電壓值、以及反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電壓值，使用電壓外環(huán)控制策略確定第一輸出值；

所述電子調(diào)速器根據(jù)所述第一輸出值，以及反饋的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電流值，使用電流內(nèi)環(huán)控制策略確定第二輸出值；

所述電子調(diào)速器直接或者在滿足設(shè)定條件時(shí)，根據(jù)所述第二輸出值確定用于驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種無人機(jī)中電機(jī)的控制方法，該方法包括：