本申請涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種飛行器的電機(jī)控制方法、裝置、電子調(diào)速器以及飛行器。

背景技術(shù)：

隨著飛行器行業(yè)的發(fā)展，針對飛行器的電子調(diào)速器的控制方法也在不斷完善。

現(xiàn)有的對電子調(diào)速器的控制大多采用電流環(huán)控制的方式進(jìn)行，電流環(huán)控制是指將控制電路對電機(jī)輸出的電流反饋至電流輸入端的方式，而電子調(diào)速器則將一定的脈寬信號發(fā)送給控制螺旋槳轉(zhuǎn)速的電機(jī)。該控制方式通過電子調(diào)速器控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速會存在較大的誤差，不適合對轉(zhuǎn)速有較高要求的系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請實施例提供了一種飛行器的電機(jī)控制方法、裝置、電子調(diào)速器以及飛行器，以改善現(xiàn)有的電機(jī)控制方式中，轉(zhuǎn)速存在較大的誤差，不適合對轉(zhuǎn)速有較高要求的系統(tǒng)的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供了一種飛行器的電機(jī)控制方法，所述方法包括：接收飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值；確定所述估算轉(zhuǎn)速值與所述轉(zhuǎn)速控制值之間的轉(zhuǎn)速誤差值；對所述轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值；接收所述矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算電流值；確定所述估算電流值與所述參考電流值之間的電流誤差值；對所述電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值；將所述參考電壓值輸入至所述矢量控制單元，以使所述矢量控制單元根據(jù)所述參考電壓值控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

本申請實施例還提供了一種電機(jī)控制裝置，該裝置包括：第一接收模塊，用于接收飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值；轉(zhuǎn)速誤差獲取模塊，用于確定所述估算轉(zhuǎn)速值與所述轉(zhuǎn)速控制值之間的轉(zhuǎn)速誤差值；參考電流獲取模塊，用于對所述轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值；估算電流獲取模塊，用于接收所述矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算電流值；電流誤差獲取模塊，用于確定所述估算電流值與所述參考電流值之間的電流誤差值；參考電壓獲取模塊，用于對所述電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值；第一輸入模塊，用于將所述參考電壓值輸入至所述矢量控制單元，以使所述矢量控制單元根據(jù)所述參考電壓值控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

本申請實施例還提供了一種電子調(diào)速器，該電子調(diào)速器包括上述的電機(jī)控制裝置。

本申請實施例還提供了一種飛行器，該飛行器包括上述的電子調(diào)速器。

本申請實施例提供的飛行器的電機(jī)控制方法、裝置、電子調(diào)速器以及飛行器的有益效果為：

本申請實施例通過接收飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值以及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值，并根據(jù)估算轉(zhuǎn)速值以及轉(zhuǎn)速控制值確定轉(zhuǎn)速誤差值，并對轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值，獲得參考電流值與矢量控制單元反饋的估算電流值之間的電流誤差值，并對該電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值。將參考電壓值輸入至矢量控制單元，以使矢量控制單元根據(jù)參考電壓值控制電機(jī)轉(zhuǎn)動。與現(xiàn)有的控制方式相比，本申請實施例通過接收矢量控制單元反饋回的估算轉(zhuǎn)速值以及估算電流值來對參考電壓值進(jìn)行調(diào)整，以改善現(xiàn)有的控制方式的轉(zhuǎn)速存在較大誤差，不適合對轉(zhuǎn)速有較高要求的系統(tǒng)的問題。

附圖說明

為了更清楚的說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請實施例提供的飛行器的示意性結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本申請實施例提供的矢量控制單元的示意性結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本申請實施例提供的飛行器的電機(jī)控制方法的流程圖；

圖4是圖3示出的步驟S1的具體步驟流程圖；

圖5是本申請實施例提供的飛行器的電機(jī)控制方法的一種具體實施方式的流程圖；

圖6是圖5示出的步驟S10的具體步驟流程圖；

圖7是螺旋槳的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與螺旋槳的拉力數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系圖；

圖8是本申請一實施例提供的飛行器的電機(jī)控制裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖；

圖9是圖8示出的第一接收模塊的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本申請實施例中附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對在附圖中提供的本申請的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本申請的范圍，而是僅僅表示本申請的選定實施例?；诒旧暾埖膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。

請參照圖1，圖1示出了本申請實施例提供的飛行器100的示意性結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，飛行器100可以包括存儲器102、存儲控制器104、控制器106、飛行控制單元108、通信單元110、電子調(diào)速器112、電機(jī)114，其中所述電子調(diào)速器112中包含矢量控制單元200。這些組件可以通過一條或多條通訊總線或信號線116實現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)交互或通訊。具體地，所述飛行控制單元108與所述控制器106連接，所述控制器106與所述電子調(diào)速器112連接，所述矢量控制單元200與所述電機(jī)114連接。

存儲器102可以存儲各種軟件程序以及模塊，如本申請實施例提供的電機(jī)控制方法的程序指令/模塊，控制器106通過運(yùn)行存儲在存儲器102內(nèi)的軟件程序以及模塊，從而執(zhí)行各種功能、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理，如本申請實施例提供的電機(jī)控制方法。

存儲器102可以包括但不限于隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory，RAM)，只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)，可編程只讀存儲器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只讀存儲器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，電可擦除只讀存儲器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等?？刂破?06以及其他可能的組件對存儲器102的訪問可在存儲控制器104的控制下進(jìn)行。

存儲器102可以是外設(shè)的存儲器，例如外設(shè)硬盤。當(dāng)然，存儲器102也可以與其他元件例如存儲控制器104、控制器106集成在一起，存儲器102設(shè)置的具體位置不應(yīng)該理解為是對本申請的限制。

控制器106可以是一種集成電路芯片，具有信號處理能力。上述控制器106可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。其可以實現(xiàn)或者執(zhí)行本申請實施例中的公開的各方法、步驟。通用處理器可以是微處理器或者該控制器也可以是任何常規(guī)的處理器等。

飛行控制單元108可以控制飛行器100根據(jù)控制器106的指示執(zhí)行飛行任務(wù)。在一些實施例中，飛行控制單元108、控制器106以及存儲控制器104可以在單個芯片中實現(xiàn)。在其他一些實例中，他們可以分別由獨立的芯片實現(xiàn)。

通信單元110用于實現(xiàn)遙控器、控制臺或其他合適的設(shè)備與飛行控制單元108之間的交互。具體地，通信單元110可以包括二次電源板PWC、通信主節(jié)點板NOD、雙機(jī)倒換板EMA、主處理機(jī)板MPU、時鐘驅(qū)動板CKV、交換網(wǎng)板BNET、存儲板MEM、多頻互控板MFC、協(xié)議處理板LAP、告警板ALM、信號音板SIG、模塊通信處理板LPMC2以及光纖通信板OPT。通信單元110可以用于接收用戶通過遙控器輸入的不同的控制指令，并將該控制指令發(fā)送給飛行控制單元108。

飛行控制單元108用于接收通信單元110發(fā)送的控制指令，并根據(jù)控制指令發(fā)送相應(yīng)的控制信號至電子調(diào)速器112。飛行控制單元108發(fā)送的控制信號具體為控制信號值。

電子調(diào)速器112用于接收飛行控制單元108輸出的控制信號值，將所述控制信號值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速控制值，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)速控制值及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值，確定所述估算轉(zhuǎn)速值與所述轉(zhuǎn)速控制值之間的轉(zhuǎn)速誤差值；對所述轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值；接收所述矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算電流值；確定所述估算電流值與所述參考電流值之間的電流誤差值；對所述電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值；將所述參考電壓值輸入至所述矢量控制單元200，以使所述矢量控制單元200根據(jù)所述參考電壓值控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動。其中將所述控制信號值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速控制值的一種實施例為：根據(jù)控制信號值與轉(zhuǎn)速控制值的線性關(guān)系直接將控制信號值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)送控制值，另一種實施例為：根據(jù)預(yù)定的控制信號值與輸出力值的線性映射關(guān)系獲得與控制信號值對應(yīng)的輸出力值。電子調(diào)速器112再根據(jù)預(yù)定的輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系獲得與輸出力值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值。所述輸出力值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值所對應(yīng)的控制信號可以作為飛行控制單元108發(fā)送至電子調(diào)速器112的轉(zhuǎn)速控制值。

電子調(diào)速器112是控制電機(jī)114轉(zhuǎn)速的控制裝置，按照控制機(jī)構(gòu)的不同可以分為電子式、液壓式、氣動式以及機(jī)械式，而本申請實施例提供的電子調(diào)速器112可以為電子式電子調(diào)速器。

可以理解，圖1所示的結(jié)構(gòu)僅為示意，飛行器100還可以包括比圖1中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖1所示不同的配置。圖1中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實現(xiàn)。

請參見圖2，圖2示出了本申請實施例提供的矢量控制單元200的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2中虛線框中所示，矢量控制單元200包括Park逆變換模塊210、SVM模塊220、三相全橋模塊230、Clarke變換模塊240、Park變換模塊250以及位置和速度估算模塊260。

Clarke變換模塊240用于獲得三相全橋模塊230輸出的電流信號Ia、Ib、Ic。其中，Ia、Ib、Ic為三相全橋模塊230中每一相的電流。Clarke變換模塊240通過Clarke變換將Ia、Ib、Ic變換為Iα和Iβ，將電流信號從一個三軸、二維定子坐標(biāo)系變換到兩軸的正交系中。其中，上述的三軸分別為a軸、b軸和c軸；上述的兩軸分別為α軸和β軸。

Iα和Iβ經(jīng)Park變換模塊250進(jìn)行Park變換后，變換為Id和Iq，使電流由兩軸靜止坐標(biāo)系，變換到兩軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。其中，兩軸靜止坐標(biāo)系的兩坐標(biāo)軸分別為α軸和β軸；兩軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的兩坐標(biāo)軸分別為d軸和q軸。α-β軸坐標(biāo)系與d-q軸坐標(biāo)系之間的角度可以用θ表示。其中，Iq即為矢量控制單元反饋的所述電機(jī)的估算電流值。

位置和速度估算模塊260用于接收Iα和Iβ以及經(jīng)過三相全橋模塊230傳來的電壓Va、Vb、Vc，并根據(jù)上述參數(shù)估算電機(jī)114的位置以及轉(zhuǎn)速。其中，根據(jù)上述參數(shù)估算出的電機(jī)114的轉(zhuǎn)速ω即為電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值。Va為Ia對應(yīng)的電壓信號，Vb為Ib對應(yīng)的電壓信號，Vc為Ic對應(yīng)的電壓信號。

電流Id經(jīng)比例積分運(yùn)算后得到Vd，Park逆變換模塊210接收Vd和參考電壓值Vq，并經(jīng)過Park逆變換獲得Vα和Vβ。即電壓信號原先在兩軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中表示為Vd和Vq，電壓信號在變換后的兩軸靜止坐標(biāo)系中表示為Vα和Vβ。

SVM(Space Vector Modulation)模塊220可以對Vα和Vβ進(jìn)行Clarke逆變換，獲得Vr1、Vr2和Vr3。即電壓信號原先在兩軸靜止坐標(biāo)系中表示為Vα和Vβ，電壓信號在變換后的三軸三相定子參考坐標(biāo)系中表示為Vr1、Vr2和Vr3。然后使用控制矢量調(diào)制(Space Vector Modulation)技術(shù)產(chǎn)生電機(jī)114的電壓信號的脈寬調(diào)制信號。

三相全橋模塊230根據(jù)Vr1、Vr2和Vr3獲得Va、Vb、Vc，以及與Va、Vb、Vc分別對應(yīng)的Ia、Ib、Ic。

實施例

請參見圖3，圖3示出了本申請實施例提供的應(yīng)用于圖1所示的飛行器100的電機(jī)控制方法的流程圖。所述方法有關(guān)的步驟可以由所述電子調(diào)速器112實現(xiàn)。下面對圖3所示的具體流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖3所示，本申請實施例提供的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)控制方法可以包括如下步驟。

步驟S1，接收飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值。

具體的，飛行控制單元108發(fā)出的為控制信號值，電子調(diào)速器112可根據(jù)控制信號值與轉(zhuǎn)速控制值的線性關(guān)系將該控制信號值轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)送控制值。電子調(diào)速器112接收飛行控制單元108的轉(zhuǎn)速控制值以便可以根據(jù)該轉(zhuǎn)速控制值，將電機(jī)114的轉(zhuǎn)速調(diào)整到與該轉(zhuǎn)速控制值相一致，即如圖2示出的ωRef。

步驟S2，確定所述估算轉(zhuǎn)速值與所述轉(zhuǎn)速控制值之間的轉(zhuǎn)速誤差值。

具體可以用轉(zhuǎn)速控制值ωRef與估算轉(zhuǎn)速值ω相減，以獲得轉(zhuǎn)速誤差值。

步驟S3，對所述轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值。

對轉(zhuǎn)速控制值與估算轉(zhuǎn)速值相減得到的轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值IqRef，詳情請參見圖2。

步驟S4，接收所述矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算電流值。

在矢量控制單元內(nèi)，三相全橋模塊230輸出Ia、Ib、Ic。其中，Ia、Ib、Ic為三相全橋模塊230中每一相的電流。Ia、Ib、Ic經(jīng)Clarke變換模塊240進(jìn)行Clarke變換后，獲得Iα和Iβ。Iα和Iβ經(jīng)Park變換模塊250進(jìn)行Park變換后，獲得Id和Iq。其中，Iq為上述的電機(jī)114的估算電流值。

步驟S5，確定所述估算電流值與所述參考電流值之間的電流誤差值。

具體可以用參考電流值與估算電流值相減，以獲得電流誤差值。

步驟S6，對所述電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值。

對參考電流值IqRef與估算電流值Iq相減獲得的電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值Vq。

步驟S7，將所述參考電壓值輸入至所述矢量控制單元200，以使所述矢量控制單元200根據(jù)所述參考電壓值控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

詳情請參見圖2，將參考電壓值Vq輸入至矢量控制單元后，矢量控制單元對Vq和Vd進(jìn)行Park逆變換獲得Vα和Vβ，隨后對Vα和Vβ進(jìn)行Clarke逆變換，獲得Vr1、Vr2以及Vr3。然后經(jīng)過矢量控制單元的三相全橋獲得Va、Vb、Vc，以及與Va、Vb、Vc分別對應(yīng)的Ia、Ib、Ic。矢量控制單元將Ia、Ib、Ic輸出給電機(jī)114以控制電機(jī)114的轉(zhuǎn)動。

本申請實施例通過接收矢量控制單元200反饋回的估算轉(zhuǎn)速值以及估算電流值來對參考電壓值進(jìn)行調(diào)整，使得電機(jī)114轉(zhuǎn)速與控制信號值的誤差變小，適合對轉(zhuǎn)速有較高要求的系統(tǒng)。

詳情請參見圖4，圖4示出了本申請另一實施例示出的步驟S1的具體步驟，包括：

步驟S11，接收飛行控制單元112輸出的控制信號值。

該控制信號值具體可以是一個無量綱的數(shù)值，該數(shù)值可以為0—16384之間的任意值。該控制信號值的具體數(shù)值可以對應(yīng)于無人機(jī)的遙控器的控制量程。例如，可以通過遙控器的拉桿對無人機(jī)的電機(jī)114的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，當(dāng)遙控器的拉桿拉到拉桿量程的一半時，飛行控制單元108可以輸出數(shù)值為16384/2＝8192的控制信號值。

步驟S12，根據(jù)預(yù)定的控制信號值與輸出力值的線性映射關(guān)系獲得與所述控制信號值對應(yīng)的輸出力值。

所述輸出力為電機(jī)114轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動時，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力。

控制信號值與輸出力值的線性映射關(guān)系可以為輸出力值＝控制信號值/最大控制信號值×最大輸出力值。其中，最大控制信號值可以是事先設(shè)置的值，例如若控制信號值可以取0—16384之間的值時，最大控制信號值即為16384。最大輸出力值為螺旋槳轉(zhuǎn)速最大時，螺旋槳產(chǎn)生的拉力，可以通過實驗的方式預(yù)先測得。

步驟S13，根據(jù)預(yù)定的輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系獲得與所述輸出力值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，將該轉(zhuǎn)速值作為所接收的飛行控制單元108發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值。

輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值存在明確的函數(shù)關(guān)系，獲得具體的輸出力值后，可以根據(jù)上述的函數(shù)關(guān)系獲得與輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值。

其中，輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系可以根據(jù)多個輸出力值以及與多個輸出力值分別對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值來確定出輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的對應(yīng)關(guān)系。

具體地，可以將0至最大電機(jī)轉(zhuǎn)速值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力；或?qū)?至最大輸出力值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值；N可以為大于1的自然數(shù)。

控制信號值與輸出力值是線性的，并且輸出力為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力，故與現(xiàn)有的電機(jī)控制方法相比，本實施例提供的方法能使飛行器飛行過程更平穩(wěn)。

在根據(jù)預(yù)定的輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系獲得與所述輸出力值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值之前，所述方法還可以包括：

步驟S10，獲得所述輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系。詳情請參見圖5。

可以將0至最大電機(jī)轉(zhuǎn)速值之間進(jìn)行N等分，然后分別獲得每個等分點的電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值；

也可以將0至最大輸出力值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值。

然后根據(jù)通過上述方式獲得輸出力值以及電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定出輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。

詳情請參見圖6，圖6示出了圖5中步驟S10的具體步驟，包括步驟S101至步驟S102。

步驟S101，獲得多個電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值。

所述輸出力為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力。具體地，電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及輸出力值可以通過如下方式獲?。?/p>

將電子稱水平放置，將電機(jī)114支架固定于電子稱的表面，將電機(jī)114安裝于上述的電機(jī)114支架，然后將螺旋槳安裝于電機(jī)114靠近電子稱的一側(cè)，使得螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的拉力可以作用于電子稱。將電子調(diào)速器112與電機(jī)114連接，通過電子調(diào)速器112給電機(jī)114轉(zhuǎn)速，電機(jī)114的轉(zhuǎn)速與螺旋槳的轉(zhuǎn)速相等，并在電子稱上讀出與轉(zhuǎn)速對應(yīng)的拉力數(shù)據(jù)。得到一系列螺旋槳的拉力與螺旋槳的轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)后，用戶可以將該系列數(shù)據(jù)輸入至控制器106。

步驟S102，根據(jù)獲得的所述每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與所述每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值確定出所述輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。

具體可以將測量出的電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的拉力的數(shù)據(jù)用MATLAB建模，以確定出拉力與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，即輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)然也可以通過飛行器中的控制器106進(jìn)行確定，具體的確定過程不應(yīng)該理解為是對本申請的限制。

例如，電機(jī)轉(zhuǎn)速與拉力的數(shù)據(jù)可以如下表所示：

將測量出的電機(jī)轉(zhuǎn)速與拉力數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，以得到拉力與電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，即輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。所述輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系的表達(dá)式可以為y＝ax²+bx+c，其中，y表示所述電機(jī)轉(zhuǎn)速值，x表示所述輸出力值。a、b、c均為根據(jù)所述多個電機(jī)轉(zhuǎn)速值中的每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值，以及與所述每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的所述輸出力值所確定的參數(shù)。

確定出的拉力與轉(zhuǎn)速的具體方程請參見圖7，上述的函數(shù)關(guān)系的表達(dá)式具體為：y＝-0.0395x²+38.928x+133.01。

本申請另一實施例還提供了一種飛行器的電機(jī)控制裝置，該裝置可設(shè)置于電子調(diào)速器200中，與矢量控制單元200連接，請參見圖8，該裝置300包括：

第一接收模塊310，用于接收飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值及矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算轉(zhuǎn)速值。

轉(zhuǎn)速控制值包括轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值，即發(fā)送該轉(zhuǎn)速控制值至電子調(diào)速器，以使電子調(diào)速器根據(jù)轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整到與上述的轉(zhuǎn)速的具體數(shù)值相一致，即如圖2示出的ωRef。

轉(zhuǎn)速誤差獲取模塊320，用于確定所述估算轉(zhuǎn)速值與所述轉(zhuǎn)速控制值之間的轉(zhuǎn)速誤差值。

具體可以用轉(zhuǎn)速控制值ωRef與估算轉(zhuǎn)速值ω相減，以獲得轉(zhuǎn)速誤差值。

參考電流獲取模塊330，用于對所述轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值。

對轉(zhuǎn)速控制值與估算轉(zhuǎn)速值相減得到的轉(zhuǎn)速誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電流值IqRef，詳情請參見圖2。

估算電流獲取模塊340，用于接收所述矢量控制單元反饋的電機(jī)的估算電流值。

在矢量控制單元內(nèi)，三相全橋模塊230輸出Ia、Ib、Ic。其中，Ia、Ib、Ic為三相全橋模塊230中每一相的電流。Ia、Ib、Ic經(jīng)Clarke變換模塊240進(jìn)行Clarke變換后，獲得Iα和Iβ。Iα和Iβ經(jīng)Park變換模塊250進(jìn)行Park變換后，獲得Id和Iq。其中，Iq為上述的電機(jī)的估算電流值。

電流誤差獲取模塊350，用于確定所述估算電流值與所述參考電流值之間的電流誤差值。

具體可以用參考電流值IqRef與估算電流值Iq相減，以獲得電流誤差值。

參考電壓獲取模塊360，用于對所述電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值。

對參考電流值IqRef與估算電流值Iq相減獲得的電流誤差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，以獲得參考電壓值Vq。

第一輸入模塊370，用于將所述參考電壓值輸入至所述矢量控制單元，以使所述矢量控制單元根據(jù)所述參考電壓值控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

詳情請參見圖2，將參考電壓值Vq輸入至矢量控制單元后，矢量控制單元對Vq和Vd進(jìn)行Park逆變換獲得Vα和Vβ，隨后對Vα和Vβ進(jìn)行Clarke逆變換，獲得Vr1、Vr2以及Vr3。然后經(jīng)過矢量控制單元的三相全橋獲得Va、Vb、Vc，以及與Va、Vb、Vc分別對應(yīng)的Ia、Ib、Ic。矢量控制單元將Ia、Ib、Ic輸出給電機(jī)以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動。

詳情請參見圖9，圖9示出了第一接收模塊310的結(jié)構(gòu)框圖。第一接收模塊310還包括：

控制信號接收子模塊311，用于接收飛行控制單元輸出的控制信號值。

該控制信號值具體可以是一個無量綱的數(shù)值，該數(shù)值可以為0—16384之間的任意值。該控制信號值的具體數(shù)值可以對應(yīng)于無人機(jī)的遙控器的控制量程。例如，可以通過遙控器的拉桿對無人機(jī)的電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，當(dāng)遙控器的拉桿拉到拉桿量程的一半時，飛空單元可以輸出數(shù)值為16384/2＝8192的控制信號值。

線性映射子模塊312，用于根據(jù)預(yù)定的控制信號值與輸出力值的線性映射關(guān)系獲得與所述控制信號值對應(yīng)的輸出力值；所述輸出力為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力。

所述輸出力為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動時，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力。

控制信號值與輸出力值的線性映射關(guān)系可以為輸出力值＝控制信號值/最大控制信號值×最大輸出力值。其中，最大控制信號值可以是事先設(shè)置的值，例如若控制信號值可以取0—16384之間的值時，最大控制信號值即為16384。最大輸出力值為螺旋槳轉(zhuǎn)速最大時，螺旋槳產(chǎn)生的拉力，可以通過實驗的方式預(yù)先測得。

函數(shù)關(guān)系子模塊313，用于根據(jù)預(yù)定的輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系獲得與所述輸出力值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速值，將該轉(zhuǎn)速值作為所接收的飛行控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速控制值。

輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值存在明確的函數(shù)關(guān)系，獲得具體的輸出力值后，可以根據(jù)上述的函數(shù)關(guān)系獲得與輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值。

其中，輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系可以根據(jù)多個輸出力值以及與多個輸出力值分別對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值來確定出輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的對應(yīng)關(guān)系。

具體地，可以將0至最大電機(jī)轉(zhuǎn)速值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力；或?qū)?至最大輸出力值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值；N可以為大于1的自然數(shù)。

控制信號值與輸出力值是線性的，并且輸出力為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動，所述螺旋槳轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的拉力，故與現(xiàn)有的電機(jī)控制方法相比，本實施例提供的方法能使飛行器飛行過程更平穩(wěn)。

詳情請參見圖8，還包括函數(shù)關(guān)系獲取模塊380，所述函數(shù)關(guān)系獲取模塊380用于獲得所述輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系。

該函數(shù)關(guān)系獲取模塊380可以包括：

輸出力值獲取子模塊381，用于獲得多個電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值。

可以將0至最大電機(jī)轉(zhuǎn)速值之間進(jìn)行N等分，然后分別獲得每個等分點的電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值；也可以將0至最大輸出力值之間進(jìn)行N等分，分別獲得每個等分點的輸出力值對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速值。

函數(shù)擬合子模塊382，用于根據(jù)獲得的所述每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與所述每個電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的輸出力值確定出所述輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。

具體可以將測量出的電機(jī)轉(zhuǎn)速值以及與電機(jī)轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的拉力的數(shù)據(jù)用MATLAB建模，以確定出拉力與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，即輸出力值與電機(jī)轉(zhuǎn)速值的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)然也可以通過飛行器中的控制器106進(jìn)行確定，具體的確定過程不應(yīng)該理解為是對本申請的限制。

本申請實施例通過接收矢量控制單元反饋回的估算轉(zhuǎn)速值以及估算電流值來對參考電壓值進(jìn)行調(diào)整，改善了現(xiàn)有的控制方式的轉(zhuǎn)速存在較大誤差，不適合對轉(zhuǎn)速有較高要求的系統(tǒng)的問題。并且通過建立控制信號值與輸出力值的線性關(guān)系，而不是建立控制信號值與轉(zhuǎn)速的線性關(guān)系，改善了現(xiàn)有的飛行器因反復(fù)修正控制螺旋槳轉(zhuǎn)速的控制信號值，所以在飛行過程中飛行器晃動不穩(wěn)的問題。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的模塊和方法，也可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的模塊實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本申請的多個實施例的模塊、方法和計算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機(jī)指令的組合來實現(xiàn)。

另外，在本申請各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read－Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本申請的具體實施方式，但本申請的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本申請揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本申請的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。