[发明专利]磁编码器及其校准方法和校准装置、电机以及无人飞行器

说明书

本发明实施方式提供一种磁编码器及其校准方法和校准装置、电机以及无人飞行器，属于电子控制领域。所述校准方法包括：基于空间矢量脉宽调制控制三相对称电机的转子以预设电角度增量步进旋转，以带动位于机械轴上的磁体旋转；获取转子在以预设电角度增量步进旋转的过程中处于不同的第一电角度时磁编码器检测到的检测角度；以及存储检测角度与第一电角度的对应关系，以完成对磁编码器的校准。如此，通过利用空间矢量脉宽调制能够准确控制三相对称电机的电角度的特点，可以完成侧边式磁编码器的检测角度与三相对称电机的电角度之间的校准，使得侧边式磁编码能够运用到三相对称电机的角度检测中，从而实现云台等设备的小型化设计的目的。

技术领域

本发明涉及电子控制领域，具体地涉及一种磁编码器及其校准方法和校准装置、电机以及无人飞行器。

背景技术

磁编码器由于其非接触式、体积小、成本低、结构简单以及可靠性高等特点广泛应用在角度、位置等检测中作为传感器使用。在云台等涉及电机定位的应用中，通常采用磁编码方案进行电机的角度、位置的检测。如图1所示，在当前的磁编码器中，通常将磁传感器正对磁铁使用，这样的好处是磁铁产生的磁场在磁传感器处为均匀分布，磁传感器角度输出与电机实际的机械角度是线性关系，这样基本可以对磁编码器不做校准，或者通过外接一个角度传感器对几个角度校准后做线性处理来进行校准。

然而，当磁编码器应用于无人飞行器的云台等场景中时，常需要小型化设计。现有的磁传感器与磁铁正对式的安装方式通常需要1.5-3mm左右的空间安装，不利于云台小型化设计。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施方式的目的是提供一种磁编码器及其校准方法和校准装置、电机以及无人飞行器。

为了实现上述目的，在本发明实施方式的第一方面，提供一种用于磁编码器的校准方法，所述磁编码器包括用于与三相对称电机的输出轴轴向连接的机械轴、设置于所述机械轴上并跟随所述机械轴自转的磁体以及磁传感器，所述磁传感器与所述磁体沿所述磁体的径向间隔设置，所述校准方法包括：基于空间矢量脉宽调制控制所述三相对称电机的转子以预设电角度增量步进旋转，以带动位于所述机械轴上的磁体旋转；获取所述转子在以预设电角度增量步进旋转的过程中处于不同的第一电角度时所述磁编码器检测到的检测角度；以及存储所述检测角度与所述第一电角度的对应关系，以完成对所述磁编码器的校准。

可选地，所述校准方法还包括：以预设电角度增量依次改变所述第一电角度，以带动位于所述机械轴上的磁体旋转至少一周。

可选地，在存储所述检测角度与所述第一电角度的对应关系后，所述校准方法还包括：基于空间矢量脉宽调制控制所述三相对称电机的转子以所述预设电角度增量步进旋转，以获取所述磁体重新旋转至每个所述检测角度时对应的第二电角度；根据所述对应关系获取每个所述检测角度对应的第一电角度；以及在每个所述检测角度对应的所述第一电角度与该检测角度对应的所述第二电角度的差值的绝对值均小于预设阈值的情况下，确定校准成功。

可选地，所述预设阈值大于或等于所述预设电角度增量并且小于或等于所述预设电角度增量的10倍。

可选地，所述校准方法还包括：根据所述三相对称电机的极对数确定所述第一电角度对应的三相对称电机的机械角度；以及根据所述检测角度与所述第一电角度的对应关系，确定所述检测角度与所述机械角度之间的对应关系。

可选地，所述预设电角度增量根据所述磁编码器的精度和三相对称电机的极对数确定。

可选地，在所述三相对称电机处于空载状态下进行校准，并且在进行校准时，所述三相对称电机的输入电压的幅值大于或等于该三相对称电机工作时的最大电压幅值的0.05倍并且小于或等于所述最大电压幅值的0.5倍。