CN107425771B - 一种无人机中电机的控制方法及电子调速器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种无人机中电机的控制方法及电子调速器，用以解决现有技术无人机中电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差的问题。该方法包括：无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；电子调速器根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；电子调速器根据第一输出值，以及反馈的当前驱动电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据第二输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并控制电机转动。

Description

一种无人机中电机的控制方法及电子调速器

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种无人机中电机的控制方法及电子调速器。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机电子调速器就是控制无人机螺旋桨的无刷电机的速度控制器，其作用就是控制无人机的螺旋桨旋转，从而控制无人机的升力，其关键性能在于控制电机转动响应是否快速稳定，电机性能是否完全发挥。而对于固定一种无人机螺旋桨，在固定大气压条件下其转动越高其需要的电机提供的功率越高，在相同转动下，低的大气压下需要的电机功率低，高的大气压需要的电机功率高，可以理解为环境大气压和螺旋桨转动与电机提供的功率正相关。

现有技术针对无人机中电机的控制方法主要包括下述两种方法：

方法一：基于六步换向的无人机中电机的控制方法。该方法是通过控制加在无人机中电机上的电压，让无人机中电机旋转。由于其没有采用闭环控制算法，所以其电机转动控制存在响应速度慢，转动控制不稳定，导致无人机操控性差、机动性差等缺点。

方法二：基于速度-电流环双闭环的无人机中电机的控制方法。该方法可以直接控制无人机中电机的转动，需根据实际负载的螺旋桨，设置无人机中电机的最大转动控制值以及配置控制参数。由于其采用的速度闭环控制方法需要设置带螺旋桨时电机的最大转动，该转动理论上可以使电机发挥到最大性能，而针对不同的螺旋桨，或者同一种螺旋桨在不同的大气压的区域条件下，其让电机发挥最大性能的最大转动是完全不一样的。所以当无人机处于不同的大气压下，其电机容易无法发挥全部性能，会造成无人机升力不够的缺点，导致无人机不稳定，机动性，任务载荷低等一系列问题。并且由于速度环的控制方法需要根据不同螺旋桨调整速度环路的参数，其对不同螺旋桨兼容性差，导致无人机中电机不能在更换不同型号的螺旋桨后，直接可靠、稳定的飞行。

综上所述，目前，现有技术无人机中电机的控制方法，要么电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差。

发明内容

本发明提供一种无人机中电机的控制方法及电子调速器，用以解决现有技术无人机中电机的控制方法，要么电机转动控制存在响应速度慢且不稳定的问题，要么在不同大气压环境下电机性能得不到完全发挥，而且对不同螺旋桨兼容性差的问题。

本发明实施例提供的一种无人机中电机的控制方法，该方法包括：

无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

所述电子调速器根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

所述电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。

本发明实施例还提供了一种无人机中电机的控制方法，该方法包括：

无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

所述电子调速器根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。

本发明实施例还提供了一种电子调速器，该电子调速器包括：

第一接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

电压环控制模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

电流环控制模块，用于根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

第一控制模块，用于直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。

本发明实施例还提供了一种电子调速器，所述电子调速器包括：

第二接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

确定模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

第二控制模块，用于根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动。

本发明的有益效果：

本发明提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环和电流内环的控制策略，由于电压外环控制策略能够直接控制无人机电机输出性能，在不同大气压环境下，无人机电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性。同时，无人机电机对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都能免重新调整控制器参数直接适配，发挥其全部性能，解决无人机电机可以直接更换其他螺旋桨不能直接飞行的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器；

图4为本发明实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器。

具体实施方式

本发明实施例提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环和电流内环的控制策略，由于电压外环控制策略能够直接控制无人机电机输出性能，在不同大气压环境下，无人机电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性。同时，无人机电机对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都能免重新调整控制器参数直接适配，发挥其全部性能，解决无人机电机可以直接更换其他螺旋桨不能直接飞行的问题。

其中，本发明施例中提供的电机的控制方法，主要适用于无人机中的电机，当然也可以根据需要扩展到其它应用场景中的电机。其主要用在控制电机转动的电子调速器中，通过电子调速器，控制电机的转动。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

在具体实施时，本发明实施例中提供的无人机中电机的控制方法，可以仅通过电压环控制策略实现。如图1所示，为本发明实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图，具体可以通过以下步骤实现：

步骤101，无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；

步骤102，电子调速器根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

步骤103，电子调速器根据第一输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并根据驱动信号控制电机转动。

具体的，本发明实施例中提供的无人机中电机的控制方法，适用于无人机中的电子调速器(或者其它的电机控制端)，因而可以将无人机中的电子调速器作为该方法的执行主体。

在执行步骤101时，控制指令一般由无人机的控制终端(例如，遥控器)发出，该方法中采用了电压环控制策略，因此控制指令中包含的用于控制电机的初始信号也设置为电压信号，即控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值。

在执行步骤102时，本发明实施例中采用了闭环负反馈控制，电压环控制策略可以直接控制无人机中电机的输出性能，在不同大气压环境下，无人机的电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性；同时，相比于现有技术中直接控制电机的速度，本发明中的方法对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都无需重新调整控制器参数，可以直接适配，发挥其全部性能，解决了采用速度环控制无人机电机时，螺旋桨兼容性差的问题。

具体的，本发明实施例中的电子调速器可以将初始电压值作为电压环的输入参考值，将从电机反馈过来的当前驱动电机转动的电压值作为反馈量，使用电压环控制策略的原理确定电压环的输出值，即第一输出值。而具体如何确定第一输出值，由于可以采用多种现有的控制方法，在此不做具体限定。例如，可以采用比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制等，由于可以采用的种类较多，在此不做一一列举。

在确定出电压环的输出值之后，执行步骤103，电子调速器根据由电压环控制策略得到的第一输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，此时的驱动信号可以认为是电压信号，并根据驱动信号控制电机转动。具体的，一般电压环的输出值为无量纲的值，可以通过任意方式将电压环的输出值转换为直接驱动电机的驱动信号。例如，可以采用SVPWM(SpaceVector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)调制方式，其基本原理为将第一输出值乘以开关周期得到一个占空比，将电子调速器的供电电压乘以占空比即得到直接驱动电机的电压值，进而可以得到驱动信号。

除了可以仅通过电压环控制策略实现控制无人机中的电机外，还可以采用电压外环-电流内环的双闭环控制策略。下面具体进行介绍。

如图2所示，为本发明实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的方法步骤流程图，具体可以通过以下步骤实现：

步骤201，无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；

步骤202，电子调速器根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

步骤203，电子调速器根据第一输出值，以及反馈的当前驱动电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

步骤204，电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据第二输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并根据驱动信号控制电机转动。

在具体实施时，通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的方法，其中的电压外环控制策略与图1中的电压环控制策略相同，只是又增加了一个电流环作为内环控制，即图2中的步骤201和步骤202与上述图1中的步骤101和步骤102相同，可以参见上述步骤201和步骤202的介绍，在此不做重复赘述。

电子调速器在通过电压外环控制策略确定出第一输出值之后，执行步骤203，可以将其作为电流环的输入参考值，将从电机反馈过来的当前驱动电机转动的电流值作为反馈量，使用电流内环控制策略的原理确定电流内环的输出值，即第二输出值。

而具体如何实现电压外环控制策略和电流内环控制策略的方式，包括但不仅限于以下方式：比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制，在此不做具体限定。由于可以采用的种类较多，在此不做一一列举，仅以电压外环控制策略和电流内环控制策略均采用比例积分控制为例进行详细说明，但本领域技术人员需明白，电压外环控制策略和电流内环控制策略的实现方式可以相同也可以不同，而具体实现的方式也可以根据需要进行选取。

例如，假设本发明实施例提供的无人机中电机的控制方法，采用电压外环控制策略和电流内环控制策略，且两者均采用比例积分控制来实现。

首先，电压外环的输入值为由控制终端发送的控制指令中包含的初始电压值V_{s_ref}，其输出为U，可以表示为I_{q_ref}，即电流内环的输入参考值，这时，电压外环反馈的电压值V_s可以看做是当前驱动电机转动的直轴电压V_d和交轴电压V_q的矢量和的模值。

实现电压外环控制策略采用比例积分控制，需要满足下述表达式一：

其中，V_{s_ref}(k)表示初始电压信号；V_s(k)表示电机当前转速所对应的电压信号；e(k)表示V_{s_ref}(k)和V_s(k)的误差；I_{q_ref}(k)表示外环控制的输出值；T表示采样周期，K_p表示比例系数，K_i表示积分系数。这两个系数需要根据具体电机的特性进行调整，一般来说，K_p影响了电压外环的响应带宽，K_i影响了其系统低频增益，合适的K_i参数配置可以消除V_{s_ref}输入和反馈的电压值V_s的静态误差，电压外环的作用可以简单理解为控制V_{s_ref}输入和反馈的电压值V_s一致。

接下来，电流内环的输入值即为电压外环的输出值，可以表示为I_{q_ref}，而此时，电流内环反馈的电流值I_s可以看做是当前驱动电机转动的电流(I_a,I_b,I_c)。

实现电流内环控制策略采用比例积分控制，需要满足下述表达式二：

其中，I_{q_ref}(k)表示外环控制的输出值；I_q(k)表示电机当前转速所对应的第一信号；e(k)表示I_{q_ref}(k)和I_q(k)的误差；V_q(k)表示第二输出值；T表示采样周期，K_p表示比例系数，K_i表示积分系数。两个系数都需要根据电机的特性进行调整。电流闭环的直轴d和交轴q的控制方法相同，由于其不是本案重点，不做详细描述，电流内环的作用这里可以简单理解为反馈的控制电机的电流I_s和输入的参考I_{q_ref}电流一致。

其中，上述反馈的电压值为当前驱动电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。而具体得到直轴电压和交轴电压的方式可以根据需要进行确定，较佳的，确定直轴电压和交轴电压的方式包括但不仅限于以下方式：根据第二输出值直接得到直轴电压和交轴电压的数值；或，将当前驱动电机转动的三相电压进行Clark变换和Park变换，得到直轴电压和交轴电压。

具体的，可以通过电流内环的输出直接得到V_d,V_q的值，其中，V_s满足的表达式如下：

其中，K₁、K₂是系数，这里可以取k₁＝k₂＝1。

在确定出电流内环的输出值(第二输出值)之后，执行步骤204，电子调速器可以多种不同的执行情况，例如，可以直接根据由电流内环控制策略得到的第二输出值，确定用于驱动电机转动的驱动信号，由于电机一般是电压驱动，因此，此时的驱动信号也设置为电压信号，并根据驱动信号控制电机转动；还可以当满足设定条件时，才根据由电流内环控制策略得到的第二输出值，确定用于驱动电机转动的驱动信号。其中，具体确定驱动信号可以参见上述方法的介绍，例如，也可以采用SVPWM调制方式，在此不做重复赘述。

下面具体介绍步骤204中所提到的满足设定条件的情况。由于无人机在使用过程中，很有可能会出现堵转或者异常的情况，影响无人机的使用，严重时甚至会烧毁电机，为了合理有效的控制直接用于驱动电机的电流，较佳的，可以在通过电流内环控制策略确定出第二输出值之后，在根据驱动信号控制电机转动之前，增加保护措施，即增加判断条件，当满足设定的条件时，才继续根据第二输出值进一步控制电机。

措施一、判断第二输出值的数值大小。

较佳的，满足设定条件具体包括：确定第二输出值的数值不大于第一预设阈值。

具体的，为了防止电机堵转、或者是其它原因造成电流过高烧毁电机，可以在确定驱动信号之前，先判断电流内环的输出值，即第二输出值的大小，当第二输出值不超过安全阈值(即第一预设阈值)时，认为是满足设定条件的，可以根据由电流内环控制策略得到的第二输出值，确定用于驱动电机转动的驱动信号。

相应的，如果第二输出值的数值大于第一预设阈值时，则需要根据一个安全的阈值确定驱动信号，较佳的，当电子调速器确定第二输出值的数值大于第一预设阈值时，根据第一预设阈值确定用于驱动电机转动的驱动信号。其中，第一预设阈值为一个提前设定好的安全阈值，不会对电机造成影响。因而，如果无人机中的电机处于堵转或者异常情况，均可以合理有效控制其电流，保证无人机在事故坠毁时不会引发额外的损害，也可以在电机高温时候合理动态的限制其电流，阻止继续升温，避免了电机烧毁的可能。

措施二、判断电机当前的转速。

较佳的，满足设定条件具体包括：确定电机的转速不低于预设转速。

具体的，为了防止电机转速过高烧毁电机，可以在确定驱动信号之前，先判断电机当前的转速，当电机当前的转速不低于安全转速(即预设转速)时，认为是满足设定条件的，可以根据由电流内环控制策略得到的第二输出值，确定用于驱动电机转动的驱动信号。

相应的，如果电机当前的转速过低时，例如，电机堵转时，则需要根据一个安全的阈值确定驱动信号，较佳的，当电子调速器确定电机的转速低于预设转速时，根据第二预设阈值确定用于驱动电机转动的驱动信号。其中，第二预设阈值也是一个提前设定好的安全阈值，因为现有技术中电机堵转时，瞬间通常电流会增大；而本发明中在转速过低时，设置安全阈值控制电机，不会对电机造成影响，该第二预设阈值可以与第一预设阈值相同，也可以不同，具体数值大小可以根据实际需要进行设定。因而，如果无人机中的电机处于堵转或者异常情况，均可以合理有效控制其电流，避免了电机烧毁的可能。

当然，在具体实施时，除了上述两种保护措施外，也可以根据需要设定其它的保护措施，限定用于确定驱动信号的参考量，从而保护电机，避免电机烧毁的可能。

在具体实施时，本发明实施例提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环控制策略，能够直接控制无人机电机输出性能，因此，可以根据需要选取电机的类型。较佳的，电机包括下列电机中的一种或多种：无刷直流电机和永磁同步电机。

具体的，无人机中的电机电机一般可以是无刷直流电机BLDC或永磁同步电机PMSM，其控制特点是恒定控制I_d＝0，这样其V_d也会保持一个相对不变的值，这样可以理解为通过控制电机反馈的电压值V_s就直接控制了V_q的值。

对于PMSM电机模型，其交轴电流满足以下表达式：

其中，L表示电机的相电感，R表示电机的相电阻，w表示电机的转速，表示电机的磁通。

当电机的电流稳定时，的值可以近似看为0，由于电机电阻R很小(约10毫欧姆级别)，并且相对于其他项，RI_q也可以近似认为接近0，这样上述表达式可以理解为：

由于电机的磁通是相对不变的，这样w即和V_q近似成正比，控制V_q就控制了转速w。这样的方法是符合无人机应用的，因为无人机电机控制并不需要知道当前电机转速或者是精确控制电机转速，只是需要控制电机转速变化来控制无人机螺旋桨的升力而已。

其中，对于电压外环中反馈的电压值Vs,，其物理意义是电机对硬件驱动电路的输入电压V_bus(例如25V)的利用率，可以理解为对输入电压的调制比，对于电机控制中所采用的SVPWM调制方式，当Vs的值大于2/√3时所对应的物理意义是硬件驱动电路的输入电压完全加载到电机上，即电机对输入电压的利用率达到100％，此时电机性能得到最大的发挥。

因此，本发明实施例中提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的方法，可以把双闭环控制的输入量V_{s_ref}控制量的最大值设计为2/√3以上，这样就可以保证无论是无人机在各种不同气压的条件下，或者是无人机使用不同螺旋桨负载的条件下，电机性能均能完全发挥，从而保证了无人机螺旋桨升力得到最大发挥，提高了无人机的环境适应性和可靠性，解决了速度环控制方式的无人机不能无调整的适用于不同大气压的环境，也解决无人机更换不同的螺旋桨需要重新调整速度环路参数才能稳定使用的问题。

在具体实施过程中，本发明实施例中提供的无人机中电机的控制方法，不管是单独的电压环控制策略，还是电压外环-电流内环的双闭环的控制策略，在具体实行过程中，都会根据电机的特性设置相应的计算频率，而针对每一次计算得到输出值的过程，都可以采用上述控制方法的步骤流程来实现，因此，本发明实施例中提供的上述方法均仅以一次完整的计算流程为例进行说明。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种电子调速器，由于该电子调速器对应的方法为本发明实施例一种无人机中电机的控制方法，因此本发明实施例提供的电子调速器的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图3所示，为本发明实施例提供的仅通过电压环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器，该电子调速器包括：

第二接收模块301，用于接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；

确定模块302，用于根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

第二控制模块303，用于根据第一输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并根据驱动信号控制电机转动。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种电子调速器，由于该电子调速器对应的方法为本发明实施例一种无人机中电机的控制方法，因此本发明实施例提供的电子调速器的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图4所示，为本发明实施例提供的通过电压外环-电流内环的双闭环控制策略实现控制无人机中电机的电子调速器，该电子调速器包括：

第一接收模块401，用于接收由控制终端发送的控制指令；控制指令中包含用于控制电机转动的初始电压值；

电压环控制模块402，用于根据初始电压值、以及反馈的当前驱动电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

电流环控制模块403，用于根据第一输出值，以及反馈的当前驱动电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

第一控制模块404，用于直接或者在满足设定条件时，根据第二输出值确定用于驱动电机转动的驱动信号，并根据驱动信号控制电机转动。

较佳的，满足设定条件具体包括：确定第二输出值的数值不大于第一预设阈值。

较佳的，第一控制模块404还用于：当确定第二输出值的数值大于第一预设阈值时，根据第一预设阈值确定用于驱动电机转动的驱动信号。

较佳的，满足设定条件具体包括：确定电机的转速不低于预设转速。

较佳的，第一控制模块404还用于：确定电机的转速低于预设转速时，根据第二预设阈值确定用于驱动电机转动的驱动信号。

较佳的，实现电压外环控制策略和电流内环控制策略的方式包括但不仅限于以下方式：比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制。

较佳的，反馈的电压值为当前驱动电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。

较佳的，电压环控制模块402确定直轴电压和交轴电压的方式包括但不仅限于以下方式：根据第二输出值直接得到直轴电压和交轴电压的数值；或，将当前驱动电机转动的三相电压进行Clark变换和Park变换，得到直轴电压和交轴电压。

综上所述，本发明提供的无人机中电机的控制方法，采用了电压外环和电流内环的控制策略，由于电压外环控制策略能够直接控制无人机电机输出性能，在不同大气压环境下，无人机电机性能都能得到完全发挥，保证无人机升力不受环境影响，提高无人机的环境适应性和可靠性。同时，无人机电机对螺旋桨负载的适应性增强，不同螺旋桨更换，对螺旋桨规格尺寸不敏感，都能免重新调整控制器参数直接适配，发挥其全部性能，解决无人机电机可以直接更换其他螺旋桨不能直接飞行的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种无人机中电机的控制方法，其特征在于，该方法包括：

无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

所述电子调速器根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

所述电子调速器直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动；

其中，所述反馈的电压值为当前驱动所述电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。

2.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：

确定所述第二输出值的数值不大于第一预设阈值。

3.如权利要求2所述电机的控制方法，其特征在于，当所述电子调速器确定所述第二输出值的数值大于第一预设阈值时，根据所述第一预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。

4.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：

确定所述电机的转速不低于预设转速。

5.如权利要求4所述电机的控制方法，其特征在于，当所述电子调速器确定所述电机的转速低于预设转速时，根据第二预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。

6.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，实现所述电压外环控制策略和所述电流内环控制策略的方式包括但不仅限于以下方式：

比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制。

7.如权利要求1所述电机的控制方法，其特征在于，确定所述直轴电压和所述交轴电压的方式包括但不仅限于以下方式：

根据所述第二输出值直接得到所述直轴电压和所述交轴电压的数值；或，

将当前驱动所述电机转动的三相电压进行Clark变换和Park变换，得到所述直轴电压和所述交轴电压。

8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述电机包括下列电机中的一种或多种：

无刷直流电机和永磁同步电机。

9.一种无人机中电机的控制方法，其特征在于，该方法包括：

无人机中的电子调速器接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

所述电子调速器根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

所述电子调速器根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动；

其中，所述反馈的电压值为当前驱动所述电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。

10.一种控制无人机中电机的电子调速器，其特征在于，该电子调速器包括：

第一接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

电压环控制模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压外环控制策略确定第一输出值；

电流环控制模块，用于根据所述第一输出值，以及反馈的当前驱动所述电机转动的电流值，使用电流内环控制策略确定第二输出值；

第一控制模块，用于直接或者在满足设定条件时，根据所述第二输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动；

其中，所述反馈的电压值为当前驱动所述电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。

11.如权利要求10所述的电子调速器，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：

确定所述第二输出值的数值不大于第一预设阈值。

12.如权利要求11所述的电子调速器，其特征在于，所述第一控制模块还用于：

当确定所述第二输出值的数值大于第一预设阈值时，根据所述第一预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。

13.如权利要求10所述的电子调速器，其特征在于，所述满足设定条件具体包括：

确定所述电机的转速不低于预设转速。

14.如权利要求13所述的电子调速器，其特征在于，所述第一控制模块还用于：

确定所述电机的转速低于预设转速时，根据第二预设阈值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号。

15.如权利要求10所述的电子调速器，其特征在于，实现所述电压外环控制策略和所述电流内环控制策略的方式包括但不仅限于以下方式：

比例积分控制、滑模控制或自抗扰控制。

16.如权利要求10所述的电子调速器，其特征在于，所述电压环控制模块确定所述直轴电压和所述交轴电压的方式包括但不仅限于以下方式：

根据所述第二输出值直接得到所述直轴电压和所述交轴电压的数值；或，将当前驱动所述电机转动的三相电压进行Clark变换和Park变换，得到所述直轴电压和所述交轴电压。

17.一种控制无人机中电机的电子调速器，其特征在于，所述电子调速器包括：

第二接收模块，用于接收由控制终端发送的控制指令；所述控制指令中包含用于控制所述电机转动的初始电压值；

确定模块，用于根据所述初始电压值、以及反馈的当前驱动所述电机转动的电压值，使用电压环控制策略确定第一输出值；

第二控制模块，用于根据所述第一输出值确定用于驱动所述电机转动的驱动信号，并根据所述驱动信号控制所述电机转动；

其中，所述反馈的电压值为当前驱动所述电机转动的直轴电压和交轴电压的矢量和的模值。