用于玩具直升机的转子的速度反馈控制系统技术方案

提供用于控制飞行中的玩具直升机的方法和装置。该玩具直升机通过第一转子和第二转子提供动力。目标速度比率为第一转子的速度和第二转子的速度而确定。转子的速度增量地调节直至实现目标比率。

【技术实现步骤摘要】
用于玩具直升机的转子的速度反馈控制系统
技术介绍
本专利技术涉及玩具直升机。特别地，本专利技术涉及用于改进玩具直升机的可控性和稳 定性的方法和设备。玩具直升机，就像真正的直升机一样，从转子(rotor，也称水平旋翼)获得提升， 该转子在直升机主体上面在水平面中旋转。然而，转子的旋转引起转矩施加在直升机上，该 转矩使得非常难以保持直升机在面向前面的位置中。一些直升机通过具有两个同轴的转子而解决该问题，每个转子在与另一个相反的 方向上旋转。由于两个转子的每一个产生互相抵消的转矩，因此直升机保持稳定。抵消通过转子产生的转矩的另一个方法是增加尾部转子，其在垂直平面中旋转。 通过这样的尾部转子产生的力设计为在与通过水平转子产生的转矩的相反的方向中，从而 使得直升机保持稳定。然而，如同本领域技术人员理解的上述方案要求转子精确地校准，因为如果太多 或太少的动力提供给一个转子的话，直升机将难以驾驭。在玩具直升机中，这特别地在两种 情形下产生问题(1)当直升机的电池损失了电力时，和⑵当到转子的动力突然增加或减 小时。因此，本设备和方法提供关于上述问题的解决方案。特别地，本设备和方法采用软 件以确保提供给第二转子的动力量得以精确地校准以抵消通过第一转子产生的转矩。还提供了根据节流(throttle)位置精确地设置转子速度的的设备和方法。还提供了通过调节第一转子和第二转子的动力水平而操纵玩具直升机的设备和 方法。
技术实现思路
本设备和方法通过确保根据使用者的命令提供到转子的动力量将产生正确量的 转矩而为玩具直升机提供更大的稳定性和可操控性。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供用于控制直升机的方法，该直升机具有多 个转子，每个转子具有转子速度和目标转子速度，该方法包括步骤(a)测量多个转子的至 少一个的转子速度；(b)如果该多个转子的至少一个的转子速度大于用于该多个转子的至 少一个的目标转子速度的话，以固定的增量(fixedincrement)减小到该多个转子的至少 一个的动力；(c)如果该多个转子的至少一个的转子速度小于用于该多个转子的至少一个 的目标转子速度的话，以固定的增量增加到该多个转子的至少一个的动力；和(d)重复步 骤(a)到(c)，直到该多个转子的至少一个的转子速度和用于该多个转子的至少一个的目 标转子速度在预定的裕量(margin)内。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供用于控制直升机的方法，该直升机具有第 一转子和第二转子，该方法包括步骤(a)测量第一转子的速度；(b)基于第一转子的速度 确定目标第二转子速度；(C)测量第二转子的速度；(d)如果第二转子的速度大于目标第二 转子速度的话，以固定的增量减小到第二转子的动力；(e)如果第二转子的速度小于目标第二转子速度的话，以固定的量增加第二转子的动力；和(f)重复步骤(c)到(e)，直到第 二转子的速度和目标第二转子速度在预定的裕量内。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供用于控制直升机的方法，该直升机具有转 子，该方法包括步骤(a)读取节流位置；(b)基于节流位置确定目标转子速度；(c)测量转 子的速度；(d)如果转子的速度大于目标转子速度，以固定的增量减小转子的动力；(e)如 果转子的速度小于目标转子速度，以固定的增量增加转子的动力；和(f)重复步骤(c)到 (e)，直到该转子的速度和该目标转子速度在预定的裕量内。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供操纵直升机的方法，该直升机具有第一转 子和第二转子，该方法包括步骤(a)读取操纵位置；(b)测量第一转子的速度；(c)基于第 一转子的速度和操纵位置确定目标第二转子速度；(d)测量第二转子的速度；(e)如果第二 转子的速度大于目标第二转子速度的话，以固定的增量减小第二转子的动力；(f)如果第 二转子的速度小于目标第二转子速度的话，以固定的量增加第二转子的动力；和(g)重复 步骤(d)到(f)，直到第二转子的速度和目标第二转子速度在预定的裕量内。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供用于控制直升机的方法，该直升机具有第 一转子和第二转子，第一转子具有第一转子速度和第二转子具有第二转子速度，第一转子 速度和第二转子速度调节为使得该直升机在飞行中稳定，调节的第一转子速度相对于调节 的第二转子速度的比率限定出目标比率；该方法包括步骤(a)测量第一转子速度相对于 第二转子速度的比率；(b)如果该比率大于目标比率，执行如下至少一个以固定的增量减 小第一转子的动力，和以固定的增量增加到第二转子的动力；(c)如果该比率小于目标比 率，执行如下至少一个以固定的增量增加第一转子的动力，和以固定的增量减小第二转子 的动力；和(d)重复步骤(a)到(c)，直到该比率和目标比率在预定的裕量内。根据本专利技术的至少一个实施方式，提供直升机，包括通过第一电机提供动力的第 一转子；通过第二电机提供电力的第二转子；提供动力到第一转子和第二转子的电源；和 构建用于执行任意上述方法的微处理器。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方式的直升机的侧视图；图2是根据本专利技术的一个实施方式的方法的流程图；图3a表示传送到采用脉宽调制(pulse witdth modulation)的电机的电力的象 征性的代表；图北表示传送到采用脉宽调制的电机的电力的象征性的代表；图4是根据本专利技术的一个实施方式的方法的流程图；图5是根据本专利技术的一个实施方式的直升机的电子组件的方框图。具体实施例方式参见图1。图1表示具有驾驶员座舱61、起落装置62、第一转子63和第二转子64 的直升机60。其还包括驱动第一转子63的第一电机，驱动第二转子64的第二电机，和为 两个电机供电的电源。微处理器控制提供到每个电机的电力的水平。当第一和第二电机接 收电力时，转子63和64以一个速度旋转，该速度依赖于接收的电力的水平。具有尾部转子5100。在至少一个实施方式中，驱动电机的电力采用脉宽调制(PWM)调节。现在参见图 3a和北，其中示例了 PWM如何用于提供不同的电力量。图3a表示了图表，其中电压(V)关于时间⑴绘制。电力在一个时期χ内提供， 然后在一个时期X’内切断。在本例中，时期X和X’本质上相等，因此平均有一半的时间有 电力提供。图北表示另一个图表，其中电压(V)关于时间(t)绘制。然而在本例中，相对于 在电力切断的过程中的时期X’，提供有电力的时期X减小了，平均在三分之一的时间上提 供电力。这样，图3a和图北的图表表示了 PWM如何能够用于非常精细地调节提供到电机 的电力量。如同本领域技术人员将理解的，在PWM中最重要的不是特定的时期χ和χ’，而是 χ相对于χ ’的比例。因此，在至少一个实施方式中，其中采用PWM调节电力，电力水平可以是N个电力 水平中的一个。尽管本领域技术人员能够容易地理解这个如何能够做到，下面的例子还是 出于示例目的而提供。周期T定义如下T = x+x ‘等式1如果具有N个电力水平，每个间隔以增量λ，增量λ必须通过如下等式计算权利要求1.用于控制玩具直升机的方法，该直升机具有第一转子和第二转子，第一转子具有第 一转子速度并且第二转子具有第二转子速度，第一转子速度和第二转子速度调节为使得直 升机在飞行中是稳定的，调节的第一转子速度相对于调节的第二转子速度的比率限定出目 标比率；该方法包括步本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于控制玩具直升机的方法，该直升机具有第一转子和第二转子，第一转子具有第一转子速度并且第二转子具有第二转子速度，第一转子速度和第二转子速度调节为使得直升机在飞行中是稳定的，调节的第一转子速度相对于调节的第二转子速度的比率限定出目标比率；该方法包括步骤：（ａ）测量第一转子速度，测量第二转子速度并确定第一转子速度相对于第二转子速度的比率；（ｂ）如果该比率大于目标比率，执行如下至少一个：以固定的增量减小供应到第一转子的动力，和以固定的增量增加供应到第二转子的动力；（ｃ）如果该比率小于目标比率，执行如下至少一个：以固定的增量增加供应到第一转子的动力，和以固定的增量减小供应到第二转子的动力；和（ｄ）重复步骤（ａ）到（ｃ），直到该比率和目标比率在预定的裕量内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：麦鉴波，
申请(专利权)人：斯平玛斯特有限公司，
类型：发明
国别省市：CA