一种无人机及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机及其控制方法，该无人机包括：飞行控制系统、电子调速器、多个电机和连接于电机的螺旋桨；电子调速器包括脉宽调制信号输入端和多个电机转速信号输出端，脉宽调制信号输入端与飞行控制系统连接，多个电机转速信号输出端与多个电机分别连接；电子调速器用于接收飞行控制系统分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成多路电机转速信号，并将生成的多路电机转速信号输出给多个电机。本发明专利技术实施例公开的无人机及其控制方法，将各独立的多个电子调速器整合成一个电子调速器，可在不改变原来工作方式的前提下，省去多根动力线和信号线，减少了无人机的体积和重量。

Unmanned aerial vehicle and control method thereof

The invention discloses a UAV and its control method, including: the UAV propeller flight control system, electronic governor, a motor connected to the motor and the electronic governor; including the pulse width modulation signal input end and a plurality of motor speed signal output end of pulse width, connection system and the signal input end of the flight control system, multi a motor speed signal output end and a plurality of motors are respectively connected; electronic governor for receiving the flight control system of PWM signal decomposition, according to the PWM signal generating multiple motor speed signal, and generates the multi motor speed signal output to the plurality of motor. The UAV and its control method disclosed by the embodiment of the invention, a plurality of electronic governor independent integrated into an electronic governor, can not change the premise of the original work mode, saves a plurality of power lines and signal lines, reduce the volume and weight of the uav.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机及其控制方法
本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机及其控制方法。
技术介绍
无人机(无人驾驶飞机)，是目前开始逐渐实用化的一种飞行器，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低等优点。在无人机上装载多类传感器，例如摄像头，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，广泛应用于消防、军事、交通、警务、勘探以及气象等领域，以实现对指定区域的巡航拍摄和监视。目前无人机驱动系统通常采用直流无刷电机和电子调速器，电子调速器控制直流无刷电机以预设参数(例如，速度、方向等)转动，以带动螺旋桨一同以预设参数运动。由于在多旋翼无人机中，螺旋桨的转动方向有所不同，需要通过控制不同螺旋桨对应的直流无刷电机不同的方向旋转，不同螺旋桨对应的直流无刷电机都包括对应的电子调速器，例如：四旋翼无人机中，包括四个电机和四个电子调速器。因此在多旋翼无人机中，多个电子调速器都是相对独立的。现有的多旋翼无人机，相对独立的多个电子调速器，占用的空间和体积都较大，不利于无人机小型化的发展。另外，过多的器件很容易产生一系列问题，例如：电磁兼容性(ElectroMagneticCompatibility，EMC)、电磁干扰(ElectroMagneticInterference，EMI)和发热等等。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种无人机及其控制方法，旨在解决现有技术中存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种无人机，所述无人机包括：飞行控制系统、电子调速器、多个电机和连接于电机的螺旋桨；所述飞行控制系统，用于将指令信号与飞机姿态信号分解成脉宽调制信号；所述电子调速器包括脉宽调制信号输入端和多个电机转速信号输出端，所述脉宽调制信号输入端与所述飞行控制系统连接，所述多个电机转速信号输出端与所述多个电机分别连接；所述电子调速器用于接收所述飞行控制系统分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成多路电机转速信号，并将生成的多路电机转速信号输出给所述多个电机；所述电机包括电机转速信号输入端，所述电机转速信号输入端与所述电子调速器的电机转速信号输出端连接，用于根据接收到的转速信号驱动螺旋桨旋转。可选地，所述电子调速器包括控制电路和逆变电路；所述控制电路用于接收所述飞行控制系统分解的脉宽调制信号，并根据所述脉宽调制信号驱动所述逆变电路生成多路电机转速信号。可选地，所述电子调速器还包括过零检测电路；所述过零检测电路用于检测电机过零信号；所述控制电路用于接收所述过零检测电路检测的电机过零信号，并根据所述电机过零信号驱动所述逆变电路生成电机转速信号。可选地，所述电子调速器还包括滤波电路；所述滤波电路用于对直流电源进行滤波并输出给所述控制电路。可选地，所述滤波电路包括贴片式陶瓷电容。可选地，所述电子调速器还包括运算放大电路；所述运算放大电路用于检测预设电阻电压信号，进行放大处理后输出给所述控制电路。可选地，所述逆变电路包括三路开关管变换模块；可选地，所述开关管包括金属-氧化物半导体场效应晶体管或者晶闸管。可选地，所述电子调速器还包括烧写电路；所述烧写电路用于将软件程序代码写入所述控制电路。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种上述的无人机的控制方法，所述控制方法包括：获取指令信号与飞机姿态信号；将获取到的指令信号与飞机姿态信号分解成脉宽调制信号；根据脉宽调制信号生成多路电机转速信号，并将生成的多路电机转速信号输出给多个电机；根据生成的转速信号驱动螺旋桨旋转。本专利技术实施例提供的无人机及其控制方法，将各独立的多个电子调速器整合成一个电子调速器，可在不改变原来工作方式的前提下，省去多根动力线和信号线，减少了无人机的体积和重量。附图说明图1为本实施例的无人机的结构示意图；图2为本实施例的无人机中电子调速器的结构示意图；图3为本实施例的无人机电子调速器中控制电路的结构示意图；图4为本实施例的无人机电子调速器中过零检测电路的结构示意图；图5为本实施例的无人机电子调速器中滤波电路的结构示意图；图6为本实施例的无人机电子调速器中运算放大电路的结构示意图；图7为本实施例的无人机电子调速器中烧写电路的结构示意图；图8为本实施例的无人机电子调速器中逆变电路的结构示意图；图9为本实施例的无人机控制方法流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。现在将参考附图描述实现本专利技术各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明。如图1所示，本专利技术实施例提出一种无人机，该无人机包括：飞行控制系统101、电子调速器102、四个电机103和连接于电机的四个螺旋桨(图中未示出)。飞行控制系统101，用于将指令信号与飞机姿态信号分解成脉宽调制信号。电子调速器102包括脉宽调制信号输入端和四个电机转速信号输出端，脉宽调制信号输入端与飞行控制系统101连接，四个电机转速信号输出端与四个电机103分别连接；电子调速器102用于接收飞行控制系统101分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成四路电机转速信号，并将生成的四路电机转速信号输出给四个电机103。四个电机103驱动四个螺旋桨，产生不同的升力，使得无人机完成不同姿态调整。电机103包括电机转速信号输入端，电机转速信号输入端与电子调速器102的电机转速信号输出端连接，用于根据接收到的转速信号驱动螺旋桨旋转。需要说明的是，图1只是示例地给出四旋翼无人机结构示意图。本专利技术的专利技术思想同样适用于六旋翼、八旋翼等多旋翼无人机，例如在八旋翼无人机中，电子调速器102可包括脉宽调制信号输入端和八个电机转速信号输出端，电子调速器102接收飞行控制系统101分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成八路电机转速信号，并将生成的八路电机转速信号输出给八个电机103。八个电机103驱动八个螺旋桨，产生不同的升力，使得无人机完成不同姿态调整。本专利技术实施例提供的无人机，将各独立的多个电子调速器整合成一个电子调速器，可在不改变原来工作方式的前提下，省去多根动力线和信号线，减小了无人机的体积和重量。请参考图2所示，在本实施例中，电子调速器102可包括控制电路1026和逆变电路1024；控制电路1026用于接收飞行控制系统101分解的脉宽调制信号，并根据脉宽调制信号驱动逆变电路1024生成多路电机转速信号。图3示出了控制电路1026的一种结构示意图。在本实施例中，逆变电路1024包括三路开关管变换模块；开关管包括金属-氧化物半导体场效应晶体管或者晶闸管。请参考图8所示，图8为逆变电路1024的一种示例结构图。当开关管采用金属-氧化物半导体场效应晶体管时，由于金属-氧化物半导体场效应晶体管时(MOSFET)是整个电子调速器的主要热源，散热面积减小了，为了优化散热，可选用了内阻更低的金属-氧化物半导体场效应晶体管。进一步地，电子调速器102还可包括过零检测电路1021；过零检测电路1021用于检测电机过零信号；控制电路1026用于接收过零检测电路1021检测的电机过零信号，并根据电机过零信号驱动逆变电路1024生成电机转速信号。请参考图4所示，图4为过零检测电路1021的一种示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：飞行控制系统、电子调速器、多个电机和连接于电机的螺旋桨；所述飞行控制系统，用于将指令信号与飞机姿态信号分解成脉宽调制信号；所述电子调速器包括脉宽调制信号输入端和多个电机转速信号输出端，所述脉宽调制信号输入端与所述飞行控制系统连接，所述多个电机转速信号输出端与所述多个电机分别连接；所述电子调速器用于接收所述飞行控制系统分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成多路电机转速信号，并将生成的多路电机转速信号输出给所述多个电机；所述电机包括电机转速信号输入端，所述电机转速信号输入端与所述电子调速器的电机转速信号输出端连接，用于根据接收到的转速信号驱动螺旋桨旋转。

【技术特征摘要】
1.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：飞行控制系统、电子调速器、多个电机和连接于电机的螺旋桨；所述飞行控制系统，用于将指令信号与飞机姿态信号分解成脉宽调制信号；所述电子调速器包括脉宽调制信号输入端和多个电机转速信号输出端，所述脉宽调制信号输入端与所述飞行控制系统连接，所述多个电机转速信号输出端与所述多个电机分别连接；所述电子调速器用于接收所述飞行控制系统分解的脉宽调制信号，根据脉宽调制信号生成多路电机转速信号，并将生成的多路电机转速信号输出给所述多个电机；所述电机包括电机转速信号输入端，所述电机转速信号输入端与所述电子调速器的电机转速信号输出端连接，用于根据接收到的转速信号驱动螺旋桨旋转。2.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述电子调速器包括控制电路和逆变电路；所述控制电路用于接收所述飞行控制系统分解的脉宽调制信号，并根据所述脉宽调制信号驱动所述逆变电路生成多路电机转速信号。3.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于，所述电子调速器还包括过零检测电路；所述过零检测电路用于检测电机过零信号；所述控制电路用于接收所述过零检测电路检测的电机过零信号，并根据所述电机过零信...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡华智，胡海辉，陈星敏，
申请(专利权)人：广州亿航智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44