无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。上述方法包括：向电机定子绕组施加第一电流矢量，第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；分别获得直轴电压值和交轴电压值；将直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；将ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，将三相电流信号输入电机并拖动电机工作；分别获取电机的三相电流采样电流值，并将三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；将反馈值反馈给第一电流矢量，实现电流闭环并拖动电机工作。本发明专利技术公开的方法解决了V/F拖动技术带载能力差、易失步和直轴电流拖动存在的技术问题。

Current Closed Loop Driving Method, Device, Equipment and Storage Medium for UAV

The invention discloses a closed-loop current drive method, device, equipment and storage medium for an unmanned aerial vehicle. The methods mentioned above include: applying the first current vector to the stator winding of the motor, the value of the first current vector is 0, and the value of the quadrature current is a predetermined value; obtaining the values of the straight-axis voltage and quadrature-axis voltage respectively; transforming the values of the straight-axis voltage and quadrature-axis voltage into the corresponding values of the ALPHA axis voltage and the BETA axis voltage; modulating the values of the ALPHA axis voltage and the BETA axis voltage to obtain the motor. The three-phase current signal is input into the motor and drives the motor to work; the three-phase current sampled current value of the motor is obtained, and the three-phase current sampled current value is converted to the corresponding straight-axis current feedback value and the quadrature-axis current feedback value; the feedback value is fed back to the first current vector to realize the current closed-loop and drive the motor to work. The method disclosed in the invention solves the technical problems existing in V/F drive technology, such as poor carrying capacity, easy to lose step and straight axis current drive.

【技术实现步骤摘要】
无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质
本专利技术属于无人机电机拖动
，具体的说是一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
近年来电动无人机发展迅猛，在军事、公安、农业、航拍等领域用用广泛。目前无人机绝大部分都采用永磁同步电机驱动。永磁无刷电机结构简单、体积小、运行效率高、功率因数高、转动惯量小，被广泛应用在航天、电动汽车等驱动系统中。无人机电机由于其结构的特殊性，无法采用传感器来反馈电机转子位置角，只能采用无传感器控制技术来反馈电机转子位置角；同时由于电机的凸极性也比较弱,因此只能采用基于反电动势的转子位置观测技术来检测电机转子的位置；另一方面，由于电机在零转速或转速很低时，其反电动势很小，因此只能先采用开环拖动技术将无人机电机拖动到一定转速后，再采用转速闭环控制系统控制电机，进行基于反电动势的转子位置观测。在现有的开环拖动技术中，恒压频比拖动技术(即V/F拖动技术)得到了广泛的使用。但是，V/F开环拖动技术并不适用于无人机中的永磁同步电机。首先，在V/F开环控制时，永磁同步电机的速度动态特性很差，电机转矩利用率低，还需要根据负载的特性对控制参数做出相应的调整。特别是在低速控制时，受定子电阻压降和逆变器开关延时的影响，系统可能会出现不稳定的现象，容易使永磁同步电机失步或停止运转，严重时会出现永磁体失磁使电机损坏的情况。同时永磁同步电机V/F曲线的合理配置范围比较狭窄，微小的电压/频率配置误差就会严重影响系统的带载能力和稳定运行能力，因此调试永磁电机的V/F曲线比较困难，不适用于动态性能要求高的变负载场合。根据上述情况，V/F拖动带载能力很差，动态性能差，且调试困难，拖动易失步，而无人机电机负载为螺旋桨，负载随着转速的变化而变化，因此V/F拖动不适宜用于无人机电机拖动。专利技术人提出了一种无人机电机电流闭环拖动方法，虽然解决了V/F拖动的带载能力差等问题，但无人机电机采用矢量控制时，在速度闭环时，直轴(d轴)给定电流一般为0，采用给定直轴(d轴)电流拖动时，在速度闭环后需要将直轴(d轴)电流减弱为0，这就需要在该方法上增加控制环节，因此该方法会对控制器的稳定性存在一定影响。同时，向直轴(d轴)施加给定电流拖动无人机电机的过程中，将使无人机电机产生较强直轴去磁或增磁效应，使无人机电机出现去磁或电感饱和效应。由于无人机电机启动频繁，将使得上述情况反复出现，将使电机寿命降低，或在运行过程中突然损坏，造成严重损失。因此，现在迫切需要研究出另一种无人机电机拖动方法以及应用该方法的装置、设备和存储介质。通过该方法为无人机电机提出一种新的拖动技术，解决V/F拖动技术带载能力差，易失步等问题，同时解决给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机时出现的一系列技术问题。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述缺陷或不足，本专利技术的目的在于提供一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。本专利技术提供的无人机电机给定直轴电流拖动方法可以解决无人机电机开环拖动阶段V/F拖动技术带载能力差，易失步等问题，同时可以解决给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机时出现的问题，本专利技术提供的方法可是实现无人机电机拖动稳定、抗干扰性强，并且调试方法简单。为实现上述目的，本专利技术提供一种无人机电机电流闭环拖动方法，其中，包括：向电机定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；分别获得直轴电压值和交轴电压值；将所述直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；将所述ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，并将所述三相电流信号输入电机并拖动电机工作；分别获取电机的三相电流采样电流值，并将所述三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；将所述直轴电流反馈值和交轴电流反馈值反馈给所述第一电流矢量，实现电流闭环并拖动无人机电机工作。进一步的，上述无人机电机电流闭环拖动方法还包括：获得电机转子初始位置角，并控制电机转子位置角。进一步的，将所述电机转子位置角应用于PARK变换和反PARK变换。进一步的，所述直轴电压值和交轴电压值经过反PARK变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值。进一步的，电机的三相电流采样电流值经过CLARK变换和PARK变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值。进一步的，所述第一电流矢量的交轴电流值从0开始匀速增长到预定值。进一步的，所述第一电流矢量的直轴电流值的预定值在电机额定负载电流值的6％-14％的区间内。另一方面，本专利技术提供一种无人机电机电流闭环拖动装置，其中，包括：电流注入单元：向电机定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；电压获取单元：配置用于分别获得直轴电压值和交轴电压值；电压转换单元：配置用于将所述直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；电流转换单元：配置用于将所述ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，并将所述三相电流信号输入电机并拖动电机工作；电流采样单元：配置用于分别获取电机的三相电流采样电流值，并将所述三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；电流反馈单元：配置用于将所述直轴电流反馈值和交轴电流反馈值反馈给所述第一电流矢量，实现电流闭环并拖动无人机电机工作。进一步的，上述无人机电机电流闭环拖动装置还包括：转子位置角控制单元：配置用于获得电机转子初始位置角，并控制电机转子位置角。进一步的，将所述电机转子位置角应用于PARK变换和反PARK变换。进一步的，所述电压转换单元还配置用于所述直轴电压值和交轴电压值经过反PARK变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值。进一步的，所述电流采样单元还配置用于电机的三相电流采样电流值经过CLARK变换和PARK变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值。进一步的，所述电流注入还配置用于所述第一电流矢量的交轴电流值从0开始匀速增长到预定值。进一步的，所述第一电流矢量的交轴电流值的预定值在电机额定负载电流值的6％-14％的区间内。另一方面，本专利技术提供一种无人机电机电流闭环拖动设备，所述设备包括：一个或多个处理器；数据存储器，用于存储反PARK变换公式、PARK变换公式和CLARK变换公式以及一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述任一项所述的方法。另一方面，本专利技术提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所示例的无人机电机电流闭环拖动方法，解决了现有的V/F拖动技术的带载能力差、易失步且V/F拖动技术不适用于对无人机电机的拖动等问题；同时解决了给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机时需要在电机拖动系统中增加控制环节，且给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机的方法可能导致电机寿命降低或在运行过程中突然损坏等问题。2、本专利技术所示例的无人机电机电流闭环拖动方法采用转速开环、给定交轴(q轴)电流闭环的拖动方式，实现了无人机电机的开环拖动；能够减少后续向转速闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，包括以下步骤：向电机定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；分别获得直轴电压值和交轴电压值；将所述直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；将所述ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，并将所述三相电流信号输入电机并拖动电机工作；分别获取电机的三相电流采样电流值，并将所述三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；将所述直轴电流反馈值和交轴电流反馈值反馈给所述第一电流矢量，实现电流闭环并拖动无人机电机工作。

【技术特征摘要】
1.一种无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，包括以下步骤：向电机定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；分别获得直轴电压值和交轴电压值；将所述直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；将所述ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，并将所述三相电流信号输入电机并拖动电机工作；分别获取电机的三相电流采样电流值，并将所述三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；将所述直轴电流反馈值和交轴电流反馈值反馈给所述第一电流矢量，实现电流闭环并拖动无人机电机工作。2.根据权利要求1所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，还包括：获得电机转子初始位置角，并控制电机转子位置角。3.根据权利要求2所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，将所述电机转子位置角应用于PARK变换和反PARK变换。4.根据权利要求3所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，所述直轴电压值和交轴电压值经过反PARK变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值。5.根据权利要求3所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，电机的三相电流采样电流值经过CLARK变换和PARK变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值。6.根据权利要求1-5所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，所述第一电流矢量的交轴电流值从0开始匀速增长到预定值。7.根据权利要求6所述的无人机电机电流闭环拖动方法，其特征在于，所述第一电流矢量的交轴电流值的预定值在电机额定负载电流值的6％-14％的区间内。8.一种无人机电机电流闭环拖动装置，其特征在于，包括：电流注入单元：向电机定子绕组施加第一电流矢量，所述第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；电压获取单元：配置用于分别获得直轴电压值和交轴电压值；电压转换单元：配置用于将所述直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；电流转换单元：配置用...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪为伟，
申请(专利权)人：顺丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44