具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法，该无人机系统包括：无人机本体、供电电源和电机控制器；其中双向电源电机控制器有两种设计，第一种是一个大功率双向DCDC电源配套多个通用电调电路，第二种是一个小功率双向DCDC电源配套一个通用电调电路。根据无人机所需动力输出功率的不同进行选择，当功率大于预设功率时选用第一种设计的双向电源电机控制器，当功率小于或等于预设功率时选用第二种设计的双向电源电机控制器。本发明专利技术解决了无人机上电瞬间因出现大电流导致电源过流损坏以及无人机飞行中电机能量变化导致电源保护从而引起的无人机失控等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法


[0001]本专利技术属于无人机
，具体涉及一种具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法。

技术介绍

[0002]无人机通常采用电调电路来实现对无人机电机的转速控制。然而，电调电路存在几个问题，一是电调电路中大量电容在上电瞬间会出现大电流导致电源或电池过流损坏电源；二是电调在工作中会反向给电源回馈能量容易出现过压问题；三是电机的转速与电压正相关，当用电池供电时电压会下降导致电机转速下降出现飞机失控的风险；四是飞机用电源供电时会出现两个问题，一个是当机载电源功率很大时电源成本、体积和重量等参数不可控，另外是单电源供电时飞机容易失控还需要增加备用电源增加飞机重量。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法，以解决无人机上电瞬间因出现大电流导致电源过流损坏以及无人机飞行中电机能量变化导致电源保护从而引起的无人机失控等问题。
[0004]为了解决或者一定程度上改善上述技术问题，根据本专利技术提供一种具有双向电源电机控制器的无人机系统，包括：无人机本体、供电电源和电机控制器；其中，所述电机控制器包括第一双向DCDC电源、第二双向DCDC电源及电调电路；多个所述电调电路的输出端连接于所述无人机本体的电机；所述第一双向DCDC电源的输入端连接于所述供电电源，所述第一双向DCDC电源的输出端连接于所述电调电路的输入端构成第一电调系统；所述第二双向DCDC电源的输入端连接于所述供电电源，所述第二双向DCDC电源的输出端连接于所述电调电路的输入端构成第二电调系统；根据所述供电电源输出功率的不同，选用所述第一电调系统或所述第二电调系统连通所述供电电源和所述无人机本体的电机。
[0005]在一些实施方式中，所述电机控制器还包括电源控制模块，所述电源控制模块根据所述无人机系统的运行工况，控制所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在缓启动模式、恒压模式或恒流模式。
[0006]在一些实施方式中，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在所述缓启动模式时，给所述电调电路中的电容缓慢充电，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在所述恒压模式时，所述电调电路驱动所述电机的转速恒定，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在恒流模式时，所述电调电路为所述电机的转速变化提供充足的电能。
[0007]在一些实施方式中，所述电调电路为多个，所述第一双向DCDC电源的输出端连接于多个所述电调电路的输入端，所述第二双向DCDC电源的输出端连接于一个所述电调电路
的输入端。
[0008]在一些实施方式中，所述第一双向DCDC电源为LLC双向DCDC电源。
[0009]在一些实施方式中，所述第二双向DCDC电源为boost双向DCDC电源。
[0010]在一些实施方式中，所述供电电源包括设置于地面的地面供电电源和设置于所述无人机本体的机载供电电池。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供一种具有双向电源电机控制器的无人机系统的控制方法，应用于上述任一项实施方式所述的具有双向电源电机控制器的无人机系统，所述方法包括：获取所述无人机系统的工作状态；当所述无人机系统的工作状态为上电时，控制所述电机控制器运行在缓启动模式，当所述无人机系统的工作状态为亏电时，控制所述电机控制器运行在恒压模式，当所述无人机系统的工作状态为动力突变时，控制所述电机控制器工作在恒流模式。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本专利技术具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：本专利技术的电机控制器通过增加双向电源，使得该电机控制器具有双向能量变换的能力，既可以将电能传输至无人机的电机，又可以将电机的能量回馈给电源，进而提高电机获得的电能的稳定性，解决了无人机飞行中电机功率变化导致的电源保护使无人机失去动力的失控问题，有效防止了无人机上电时，由于电调电路过多的电容上电出现类似短路现象，导致大电流损坏电池或电源的情况。
附图说明
[0013]图1为本专利技术具体实施中的第一电机控制器拓扑结构示意图；图2为本专利技术具体实施中的第二电机控制器的拓扑结构示意图。
[0014] 【符号说明】1、电调电路；2、第一双向DCDC电源；3、第二双向DCDC电源；4、电机；10、第一电调系统；20、第二电调系统。
具体实施方式
[0015]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种具有双向电源电机控制器的无人机系统及其电能控制方法的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
[0016]根据本专利技术的实施例，提供一种具有双向电源电机控制器的无人机系统，包括无人机本体、供电电源和电机控制器。
[0017]其中，该供电电源包括有设置于地面的地面供电电源和设置于无人机本体上的机
载供电电池。
[0018]优选地，该无人机本体为系留无人机。
[0019]如图1和图2所示，电机控制器包括：电调电路1、第一双向DCDC电源2、第二双向DCDC电源3。
[0020]其中，电调电路1的输出端连接于无人机本体的电机4。该电调电路1采用现有的电调电路1，在此不在进行赘述。
[0021]第一双向DCDC电源2的输入端连接于无人机系统的供电电源，第一双向DCDC电源2的输出端连接于电调电路1构成第一电调系统10。
[0022]具体地，第一双向DCDC电源2和电调电路1构成双向电源电机控制器的第一电调系统10。其中，第一双向DCDC电源2的输入端连接于无人机系统的供电电源。该供电电源可以是地面电源或者是机载电池。第一双向DCDC电源2的输出端连接于电调电路1。最终电调电路1连接于无人机本体的电机4，进而实现对无人机本体的电机4的控制。
[0023]第二双向DCDC电源3的输入端连接于无人机系统的供电电源，第二双向DCDC电源3的输出端连接于电调电路1构成第二电调系统20。
[0024]具体地，第二双向DCDC电源3和电调电路1构成双向电源电机控制器的第二电调系统20。其中，第二双向DCDC电源3的输入端连接于无人机系统的供电电源。该供电电源可以是地面电源或者是机载电池。第二双向DCDC电源3的输出端连接于电调电路1。最终电调电路1连接于无人机本体的电机4，进而实现对无人机本体的电机4的控制。
[0025]根据无人机所需的动力系统功率的不同，第一电调系统10或第二电调系统20中的一种连通供电电源和无人机本体的电机4。
[0026]在一具体实施例中，第一双向DCDC电源2为大功率双向DCDC电源，第二双向DCDC电源3为小功率双向DCDC电源。基于此，第一双向DCDC电源2与电调电路1组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双向电源电机控制器的无人机系统，其特征在于，包括：无人机本体、供电电源和电机控制器；其中，所述电机控制器包括第一双向DCDC电源、第二双向DCDC电源及电调电路；所述电调电路的输出端连接于所述无人机本体的电机；所述第一双向DCDC电源的输入端连接于所述供电电源，所述第一双向DCDC电源的输出端连接于所述电调电路的输入端构成第一电调系统；所述第二双向DCDC电源的输入端连接于所述供电电源，所述第二双向DCDC电源的输出端连接于所述电调电路的输入端构成第二电调系统；根据所述供电电源输出功率的不同，选用所述第一电调系统或所述第二电调系统连通所述供电电源和所述无人机本体的电机。2.根据权利要求1所述的具有双向电源电机控制器的无人机系统，其特征在于，所述电机控制器还包括电源控制模块，所述电源控制模块根据所述无人机系统的运行工况，控制所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在缓启动模式、恒压模式或恒流模式。3.根据权利要求2所述的具有双向电源电机控制器的无人机系统，其特征在于，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在所述缓启动模式时，给所述电调电路中的电容缓慢充电，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电源工作在所述恒压模式时，所述电调电路驱动所述电机的转速恒定，所述第一双向DCDC电源或所述第二双向DCDC电...

【专利技术属性】
技术研发人员：任雪峰，白鑫杰，
申请(专利权)人：北京卓翼智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：