一种宽工作域无刷电机高效控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种宽工作域无刷电机高效控制系统及控制方法，用于航空航天器能源系统。本发明专利技术的系统包括供电模块、第一DC‑DC电路、电池组、第二DC‑DC电路、防反电路、ESC、BLDC、机载控制器、通讯链路。来自供电模块的电能通过第一DC‑DC电路给电池组充电，电池组的电能依次经由第二DC‑DC电路，防反电路给ESC供电，其中，第二DC‑DC电路的输出电压、ESC的油门信号输入均由机载控制器根据飞行器的动力需求来实时控制；本发明专利技术的宽工作域无刷电机高效控制系统适用于长航时无人机等功率需求范围较大的无刷电机控制系统，可以实现在宽的工作域内，整个动力系统都能保持高效的动力输出。

【技术实现步骤摘要】
一种宽工作域无刷电机高效控制系统及控制方法
本专利技术属于航空航天器能源系统
，尤其涉及一种宽工作域无刷电机高效控制系统及控制方法。
技术介绍
对于某些特定的无刷动力系统（如长航时的电动无人机、可垂直起降的倾转电动无人机）来说，对其要求工作域范围大，然而传统恒压驱动的控制方式难以在宽工作域下实现高效的动力输出。例如：对于长航时的电动无人机，其巡航阶段所需的功率较低，小于无刷直流电机（BLDC）额定功率的1/4，偏离动力系统的高效区间；对于可垂直起降的倾转电动无人机，垂直起飞和水平巡航采用同一套动力装置，两个工作状态间所需的功率值差距巨大，若采用传统恒压驱动的方式，通常以满足垂直起飞的要求来确定系统工作电压，这也导致了该型无人机在水平飞行时，动力系统的效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种宽工作域无刷电机高效控制系统及控制方法，通过电池组串联DC-DC电路的方式，可以实现一定电压范围的电源输出，并通过相应的控制策略，对ESC的输入电压和ESC的油门输入量进行联调控制，可以提高动力系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽工作域无刷电机高效控制系统，其特征在于，包括：供电模块、第一DC-DC电路、电池组、第二DC-DC电路、防反电路、ESC、BLDC、机载控制器、通讯链路；其中：/n所述供电模块，经由第一DC-DC电路进行稳压直流输出给电池组供电；/n所述电池组，依次通过第二DC-DC电路、防反电路给ESC供电，ESC驱动BLDC转动；/n所述第二DC-DC电路，采用可调DC-DC电路，可根据输入的信号改变输出的电压值；/n所述通讯链路，用于传递飞控系统输出的原始油门值给机载控制器；/n所述机载控制器，可获取来自第一DC-DC电路的输入输出电压电流信息及电池组输出电压电流信息，进行监测；并可将通讯链路...

【技术特征摘要】
1.一种宽工作域无刷电机高效控制系统，其特征在于，包括：供电模块、第一DC-DC电路、电池组、第二DC-DC电路、防反电路、ESC、BLDC、机载控制器、通讯链路；其中：
所述供电模块，经由第一DC-DC电路进行稳压直流输出给电池组供电；
所述电池组，依次通过第二DC-DC电路、防反电路给ESC供电，ESC驱动BLDC转动；
所述第二DC-DC电路，采用可调DC-DC电路，可根据输入的信号改变输出的电压值；
所述通讯链路，用于传递飞控系统输出的原始油门值给机载控制器；
所述机载控制器，可获取来自第一DC-DC电路的输入输出电压电流信息及电池组输出电压电流信息，进行监测；并可将通讯链路传递来的原始油门值与动力系统的功率需求进行对应，根据当前飞行器的功率需求与设定的功率阈值的关系，输出两路控制信号，第一路控制信号给ESC，用于控制ESC的油门量，第二路控制信号输出给第二DC-DC电路，用于控制第二DC-DC电路输出匹配的电压值。


2.根据权利要求1所述的宽工作域无刷电机高效控制系统，其特征在于，所述的系统还包括稳压模块，用于给机载设备提供稳定的电源。


3.根据权利要求1所述的宽工作域无刷电机高效控制系统，其特征在于，所述的供电模块包括光伏供电、燃料电池供电、燃油发电机供电，采用单路或多路并联供电。


4.根据权利要求1所述的宽工作域无刷电机高效控制系统，其特征在于：所述的第一DC-DC电路和第二DC-DC电路为BUCK型电路、同步BUCK型电路或者是BUCK-BOOST型电路。


5.一种宽工作域无刷电机高效控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的系统实现，所述的控制方法包含以下步骤：
1）所述机载控制器通过通讯链路接收由飞控系统输出的原始油门信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耀，陈俊胤，杜昌平，杨睿，叶志贤，张泽坤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33