[发明专利]无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。上述方法包括：向电机定子绕组施加第一电流矢量，第一电流矢量的直轴电流值为0，交轴电流值为预定值；分别获得直轴电压值和交轴电压值；将直轴电压值和交轴电压值变换得到相应的ALPHA轴电压值和BETA轴电压值；将ALPHA轴电压值和BETA轴电压值进行调制得到电机三相电流信号，将三相电流信号输入电机并拖动电机工作；分别获取电机的三相电流采样电流值，并将三相电流采样电流值变换得到相应的直轴电流反馈值和交轴电流反馈值；将反馈值反馈给第一电流矢量，实现电流闭环并拖动电机工作。本发明公开的方法解决了V/F拖动技术带载能力差、易失步和直轴电流拖动存在的技术问题。

技术领域

本发明属于无人机电机拖动技术领域，具体的说是一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来电动无人机发展迅猛，在军事、公安、农业、航拍等领域用用广泛。目前无人机绝大部分都采用永磁同步电机驱动。永磁无刷电机结构简单、体积小、运行效率高、功率因数高、转动惯量小，被广泛应用在航天、电动汽车等驱动系统中。

无人机电机由于其结构的特殊性，无法采用传感器来反馈电机转子位置角，只能采用无传感器控制技术来反馈电机转子位置角；同时由于电机的凸极性也比较弱,因此只能采用基于反电动势的转子位置观测技术来检测电机转子的位置；另一方面，由于电机在零转速或转速很低时，其反电动势很小，因此只能先采用开环拖动技术将无人机电机拖动到一定转速后，再采用转速闭环控制系统控制电机，进行基于反电动势的转子位置观测。

在现有的开环拖动技术中，恒压频比拖动技术(即V/F拖动技术)得到了广泛的使用。但是，V/F开环拖动技术并不适用于无人机中的永磁同步电机。首先，在V/F开环控制时，永磁同步电机的速度动态特性很差，电机转矩利用率低，还需要根据负载的特性对控制参数做出相应的调整。特别是在低速控制时，受定子电阻压降和逆变器开关延时的影响，系统可能会出现不稳定的现象，容易使永磁同步电机失步或停止运转，严重时会出现永磁体失磁使电机损坏的情况。同时永磁同步电机V/F曲线的合理配置范围比较狭窄，微小的电压/频率配置误差就会严重影响系统的带载能力和稳定运行能力，因此调试永磁电机的V/F曲线比较困难，不适用于动态性能要求高的变负载场合。

根据上述情况，V/F拖动带载能力很差，动态性能差，且调试困难，拖动易失步，而无人机电机负载为螺旋桨，负载随着转速的变化而变化，因此V/F拖动不适宜用于无人机电机拖动。

发明人提出了一种无人机电机电流闭环拖动方法，虽然解决了V/F拖动的带载能力差等问题，但无人机电机采用矢量控制时，在速度闭环时，直轴(d轴)给定电流一般为0，采用给定直轴(d轴)电流拖动时，在速度闭环后需要将直轴(d轴)电流减弱为0，这就需要在该方法上增加控制环节，因此该方法会对控制器的稳定性存在一定影响。

同时，向直轴(d轴)施加给定电流拖动无人机电机的过程中，将使无人机电机产生较强直轴去磁或增磁效应，使无人机电机出现去磁或电感饱和效应。由于无人机电机启动频繁，将使得上述情况反复出现，将使电机寿命降低，或在运行过程中突然损坏，造成严重损失。

因此，现在迫切需要研究出另一种无人机电机拖动方法以及应用该方法的装置、设备和存储介质。通过该方法为无人机电机提出一种新的拖动技术，解决V/F拖动技术带载能力差，易失步等问题，同时解决给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机时出现的一系列技术问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种无人机电机电流闭环拖动方法、装置、设备及存储介质。本发明提供的无人机电机给定直轴电流拖动方法可以解决无人机电机开环拖动阶段V/F拖动技术带载能力差，易失步等问题，同时可以解决给定直轴(d轴)电流拖动无人机电机时出现的问题，本发明提供的方法可是实现无人机电机拖动稳定、抗干扰性强，并且调试方法简单。

为实现上述目的，本发明提供一种无人机电机电流闭环拖动方法，其中，包括：