[发明专利]一种电动系留多旋翼冗余动力系统结构和控制方法

权利要求书

1.一种电动系留多旋翼冗余动力系统结构，其特征在于：

所述电动系留多旋翼冗余动力系统，包括冗余控制器(300)、第一电调(104)、第一电机(102)、第一螺旋桨(101)、第一电机驱动电缆(103)、第二电调(204)、第二电机(202)、第二螺旋桨(201)、第二电机驱动电缆(203)；

所述冗余控制器(300)，包括微处理器电路(301)、板载电源(302)、第一电流传感器(303)、第二电流传感器(304)；

所述冗余控制器(300)，还包括以下对外连接电缆及接插件：供电输入电缆(305)、第一供电输出电缆(105)、第二供电输出电缆(205)、第一PWM输出信号线(106)、第二PWM输出信号线(206)、动力控制PWM输入信号线(306)、模式选择PWM输入信号线(307)、故障报警输出信号线(308)；

所述的第一螺旋桨(101)安装在第一电机(102)上，第一电机(102)通过第一电机驱动电缆(103)连接第一电调(104)的输出，第一电调(104)的供电输入端连接冗余控制器(300)的第一供电输出电缆(105)，第一电调(104)的PWM控制输入端连接第一PWM输出信号线(106)；

所述的第二螺旋桨(201)安装在第二电机(202)上，第二电机(202)通过第二电机驱动电缆(203)连接第二电调(204)的输出，第二电调(204)的供电输入端连接冗余控制器(300)的第二供电输出电缆(205)，第二电调(204)的PWM控制输入端连接第二PWM输出信号线(206)；

所述的第一螺旋桨(101)和第二螺旋桨(201)，工作时旋转方向一致，因此反扭力矩的方向也一致，它们在多旋翼中产生的升力和反扭力矩可以相互替代，也可以在冗余控制器(300)的控制下实现两个电机同时以不同功率工作而保持两个旋翼所产生的升力和反扭力总体效果上与其中一个单独工作相同。

2.根据权利要求1所述的电动系留多旋翼冗余动力系统结构，其特征在于：

在所述冗余控制器(300)内部：

所述微处理器电路(301)是一个以通用微处理器芯片及其外围电路组成的嵌入式控制电路；

它有两路具有PWM信号输出能力的输出端口，分别连接第一PWM输出信号线(106)和第二PWM输出信号线(206)，输出经微处理器根据冗余控制算法重新生成的分别控制两个电调的输出信号；

它还有两路具有检测PWM输入信号脉宽和频率能力的输入端口，其中一路还复用异步串口输出功能，它连接动力控制PWM输入信号线(306)作为系统控制量PWM信号的输入，或在参数设置模式下切换为串口输出用来发送参数反馈信息，另一路输入端接有上拉电阻，它连接模式选择PWM输入信号线(307)用于选择控制系统的工作模式；

它还有两路与所选电流传感器接口相匹配的输入端口，分别连接第一电流传感器(303)和第二电流传感器(304)，用于采集这两路电流传感器的输出信号；

它还有一路集电极开路的输出端口，同时复用异步串口输入功能，它连接故障报警输出信号线(308)，用于输出动力故障报警信号，或在参数设置模式下切换为串口输入用来接收参数输入信息；

它还有一路A/D输入端口，与采集系统供电输入电压的电路相连接，并将采集结果输入到微处理器；

所述的第一电流传感器(303)和第二电流传感器(304)，是一种具有隔离输出能与微处理器接口的直流电流传感器，用于分别实时采集两路动力系统的工作电流；

所述板载电源(302)包括一个多路输出的DC/DC稳压电路，其输入端并接在供电输入电缆(305)上，其一路输出提供适合微处理器电路(301)工作所需电压，为其及外围电路供电；另几路输出提供适合所述电流传感器工作所需的电压，为传感器供电；

所述第一供电输出电缆(105)通过第一电流传感器(303)并接到供电输入电缆(305)，所述第二供电输出电缆(205)通过第二电流传感器(304)并接到供电输入电缆(305)。

3.根据权利要求1或2所述的电动系留多旋翼冗余动力系统结构，其特征在于：

其中一种电机和螺旋桨的安装方案是：

第一电机(102)和第二电机(202)底部相对对称的安装在单杆机臂(100)的一端，两个电机的轴线相平行且都与单杆机臂(100)相垂直，第一螺旋桨(101)和第二螺旋桨(201)同为正桨或同为反桨，使上下两个桨的旋转方向相同，因此两个电机的旋转方向将相反。