一种无人机中电机的控制方法及电子调速器技术

本发明专利技术实施例涉及一种无人机中电机的控制方法及电子调速器，用以解决现有技术无人机中电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差的问题。该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；电子调速器根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；电子调速器根据第一输出值，以及反馈的当前驱动电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据第二输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并控制电机转动。

An electric motor control method in UAV and an electronic governor

The embodiment of the invention relates to a control method of UAV motor and electronic governor, in order to solve the existing technology of motor rotation control response speed is slow and unstable machine, or motor performance in different atmospheric pressure environment is not fully realized, and the problem of poor compatibility of different propeller. The method includes: no electronic governor in man-machine received by the control command sent by the control terminal; the control instruction includes initial voltage used to control motor rotation; electronic governor based on the initial voltage value, and the feedback of the current driving voltage of motor rotation, the voltage loop control strategy to determine the first output value; electronic governor according to the first output value, and the current feedback current drive motor rotation value, using the current control strategy to determine the output value of second; the electronic governor directly or in meet the conditions set, according to the second output value is determined for the driving signal of motor rotation, and control the motor rotation.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机中电机的控制方法及电子调速器
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种无人机中电机的控制方法及电子调速器。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机电子调速器就是控制无人机螺旋桨的无刷电机的速度控制器，其作用就是控制无人机的螺旋桨旋转，从而控制无人机的升力，其关键性能在于控制电机转动响应是否快速稳定，电机性能是否完全发挥。而对于固定一种无人机螺旋桨，在固定大气压条件下其转动越高其需要的电机提供的功率越高，在相同转动下，低的大气压下需要的电机功率低，高的大气压需要的电机功率高，可以理解为环境大气压和螺旋桨转动与电机提供的功率正相关。现有技术针对无人机中电机的控制方法主要包括下述两种方法：方法一：基于六步换向的无人机中电机的控制方法。该方法是通过控制加在无人机中电机上的电压，让无人机中电机旋转。由于其没有采用闭环控制算法，所以其电机转动控制存在响应速度慢，转动控制不稳定，导致无人机操控性差、机动性差等缺点。方法二：基于速度-电流环双闭环的无人机中电机的控制方法。该方法可以直接控制无人机中电机的转动，需根据实际负载的螺旋桨，设置无人机中电机的最大转动控制值以及配置控制参数。由于其采用的速度闭环控制方法需要设置带螺旋桨时电机的最大转动，该转动理论上可以使电机发挥到最大性能，而针对不同的螺旋桨，或者同一种螺旋桨在不同的大气压的区域条件下，其让电机发挥最大性能的最大转动是完全不一样的。所以当无人机处于不同的大气压下，其电机容易无法发挥全部性能，会造成无人机升力不够的缺点，导致无人机不稳定，机动性，任务载荷低等一系列问题。并且由于速度环的控制方法需要根据不同螺旋桨调整速度环路的参数，其对不同螺旋桨兼容性差，导致无人机中电机不能在更换不同型号的螺旋桨后，直接可靠、稳定的飞行。综上所述，目前，现有技术无人机中电机的控制方法，要么电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差。
技术实现思路
本专利技术提供一种无人机中电机的控制方法及电子调速器，用以解决现有技术无人机中电机的控制方法，要么电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差的问题。本专利技术实施例提供的一种无人机中电机的控制方法，该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；所述电子调速器根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；所述电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。本专利技术实施例还提供了一种无人机中电机的控制方法，该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；所述电子调速器根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。本专利技术实施例还提供了一种电子调速器，该电子调速器包括：第一接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；电压环控制模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；电流环控制模块，用于根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；第一控制模块，用于直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。本专利技术实施例还提供了一种电子调速器，所述电子调速器包括：第二接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；确定模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；第二控制模块，用于根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环和电流内环的控制策略，由于电压外环控制策略能够直接控制无人机电机输出性能，在不同大气压环境下，无人机电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性。同时，无人机电机对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都能免重新调整控制器参数直接适配，发挥其全部性能，解决无人机电机可以直接更换其他螺旋桨不能直接飞行的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图；图2为本专利技术实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图；图3为本专利技术实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器；图4为本专利技术实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器。具体实施方式本专利技术实施例提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环和电流内环的控制策略，由于电压外环控制策略能够直接控制无人机电机输出性能，在不同大气压环境下，无人机电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性。同时，无人机电机对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都能免重新调整控制器参数直接适配，发挥其全部性能，解决无人机电机可以直接更换其他螺旋桨不能直接飞行的问题。其中，本专利技术施例中提供的电机的控制方法，主要适用于无人机中的电机，当然也可以根据需要扩展到其它应用场景中的电机。其主要用在控制电机转动的电子调速器中，通过电子调速器，控制电机的转动。下面结合说明书附图对本专利技术实施例作进一步详细描述。在具体实施时，本专利技术实施例中提供的无人机中电机的控制方法，可以仅通过电压环控制策略实现。如图1所示，为本专利技术实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图，具体可以通过以下步骤实现：步骤101，无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；步骤102，电子调速器根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；步骤103，电子调速器根据第一输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并根据驱动信号控制电机转动。具体的，本专利技术实施例中提供的无人机中电机的控制方法，适用于无人机中的电子调速器(或者其它的电机控制端)，因而可以将无人机中的电子调速器作为该方法的执行主体。在执行步骤101时，控制指令一般由无人机的控制终端(例如，遥控器)发出，该方法中采用了电压环控制策略，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机中电机的控制方法，其特征在于，该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；所述电子调速器根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；所述电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。

【技术特征摘要】
1.一种无人机中电机的控制方法，其特征在于，该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；所述电子调速器根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；所述电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。2.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：确定所述第二输出值的数值不大于第一预设阈值。3.如权利要求2所述电机的控制方法，其特征在于，当所述电子调速器确定所述第二输出值的数值大于第一预设阈值时，根据所述第一预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。4.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：确定所述电机的转速不低于预设转速。5.如权利要求4所述电机的控制方法，其特征在于，当所述电子调速器确定所述电机的转速低于预设转速时，根据第二预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。6.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，实现所述电压外环控制策略和所述电流内环控制策略的方式包括但不仅限于以下方式：比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制。7.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，所述反馈的电压值为当前驱动所述电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。8.如权利要求7所述电机的控制方法，其特征在于，确定所述直轴电压和所述交轴电压的方式包括但不仅限于以下方式：根据所述第二输出值直接得到所述直轴电压和所述交轴电压的数值；或，将当前驱动所述电机转动的三相电压进行Clark变换和Park变换，得到所述直轴电压和所述交轴电压。9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述电机包括下列电机中的一种或多种：无刷直流电机和永磁同步电机。10.一种无人机中电机的控制方法，其特征在于，该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；所述电子调速器根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧奂辰，
申请(专利权)人：浙江华飞智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33