[發明專利]無人機電機電流閉環拖動方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 201810871130.0
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109150020A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 洪為偉
• 申請（專利權）人: 順豐科技有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16;H02P6/28;H02P6/34
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 趙奕

本發明公開了一種無人機電機電流閉環拖動方法、裝置、設備及存儲介質。上述方法包括：向電機定子繞組施加第一電流矢量，第一電流矢量的直軸電流值為0，交軸電流值為預定值；分別獲得直軸電壓值和交軸電壓值；將直軸電壓值和交軸電壓值變換得到相應的ALPHA軸電壓值和BETA軸電壓值；將ALPHA軸電壓值和BETA軸電壓值進行調制得到電機三相電流信號，將三相電流信號輸入電機并拖動電機工作；分別獲取電機的三相電流采樣電流值，并將三相電流采樣電流值變換得到相應的直軸電流反饋值和交軸電流反饋值；將反饋值反饋給第一電流矢量，實現電流閉環并拖動電機工作。本發明公開的方法解決了V/F拖動技術帶載能力差、易失步和直軸電流拖動存在的技術問題。

技術領域

本發明屬于無人機電機拖動技術領域，具體的說是一種無人機電機電流閉環拖動方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

近年來電動無人機發展迅猛，在軍事、公安、農業、航拍等領域用用廣泛。目前無人機絕大部分都采用永磁同步電機驅動。永磁無刷電機結構簡單、體積小、運行效率高、功率因數高、轉動慣量小，被廣泛應用在航天、電動汽車等驅動系統中。

無人機電機由于其結構的特殊性，無法采用傳感器來反饋電機轉子位置角，只能采用無傳感器控制技術來反饋電機轉子位置角；同時由于電機的凸極性也比較弱,因此只能采用基于反電動勢的轉子位置觀測技術來檢測電機轉子的位置；另一方面，由于電機在零轉速或轉速很低時，其反電動勢很小，因此只能先采用開環拖動技術將無人機電機拖動到一定轉速后，再采用轉速閉環控制系統控制電機，進行基于反電動勢的轉子位置觀測。

在現有的開環拖動技術中，恒壓頻比拖動技術(即V/F拖動技術)得到了廣泛的使用。但是，V/F開環拖動技術并不適用于無人機中的永磁同步電機。首先，在V/F開環控制時，永磁同步電機的速度動態特性很差，電機轉矩利用率低，還需要根據負載的特性對控制參數做出相應的調整。特別是在低速控制時，受定子電阻壓降和逆變器開關延時的影響，系統可能會出現不穩定的現象，容易使永磁同步電機失步或停止運轉，嚴重時會出現永磁體失磁使電機損壞的情況。同時永磁同步電機V/F曲線的合理配置范圍比較狹窄，微小的電壓/頻率配置誤差就會嚴重影響系統的帶載能力和穩定運行能力，因此調試永磁電機的V/F曲線比較困難，不適用于動態性能要求高的變負載場合。

根據上述情況，V/F拖動帶載能力很差，動態性能差，且調試困難，拖動易失步，而無人機電機負載為螺旋槳，負載隨著轉速的變化而變化，因此V/F拖動不適宜用于無人機電機拖動。

發明人提出了一種無人機電機電流閉環拖動方法，雖然解決了V/F拖動的帶載能力差等問題，但無人機電機采用矢量控制時，在速度閉環時，直軸(d軸)給定電流一般為0，采用給定直軸(d軸)電流拖動時，在速度閉環后需要將直軸(d軸)電流減弱為0，這就需要在該方法上增加控制環節，因此該方法會對控制器的穩定性存在一定影響。

同時，向直軸(d軸)施加給定電流拖動無人機電機的過程中，將使無人機電機產生較強直軸去磁或增磁效應，使無人機電機出現去磁或電感飽和效應。由于無人機電機啟動頻繁，將使得上述情況反復出現，將使電機壽命降低，或在運行過程中突然損壞，造成嚴重損失。

因此，現在迫切需要研究出另一種無人機電機拖動方法以及應用該方法的裝置、設備和存儲介質。通過該方法為無人機電機提出一種新的拖動技術，解決V/F拖動技術帶載能力差，易失步等問題，同時解決給定直軸(d軸)電流拖動無人機電機時出現的一系列技術問題。

發明內容

鑒于現有技術存在的上述缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種無人機電機電流閉環拖動方法、裝置、設備及存儲介質。本發明提供的無人機電機給定直軸電流拖動方法可以解決無人機電機開環拖動階段V/F拖動技術帶載能力差，易失步等問題，同時可以解決給定直軸(d軸)電流拖動無人機電機時出現的問題，本發明提供的方法可是實現無人機電機拖動穩定、抗干擾性強，并且調試方法簡單。

為實現上述目的，本發明提供一種無人機電機電流閉環拖動方法，其中，包括：