CN105656366B - 一种电机控制装置及电机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机控制装置，包括：电池、综合板、电机、飞控和云台；电池输出电压至综合板，综合板输出电压至飞控和云台，综合板根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。本发明同时公开了一种电机控制方法。应用本发明所述方案，既能方便安装，又可提高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术，特别涉及一种电机控制装置及电机控制方法。
背景技术
无人机是无人驾驶飞机的简称，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。
无人机可分为电动、油动和混合动力的，电动无人机一般采用锂聚合物电池为各部分进行供电。
图1为现有无人机中的电机控制装置的组成结构示意图，如图1所示，包括：电池、分电板、电源模块、电调、电机、飞控和云台，其中，电调和电机的个数均为4个，一个电调对应一个电机。
电调即电子调速器，根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动；飞控是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务、返场回收等整个飞行过程的核心系统，对无人机实现全权控制与管理；云台主要是在飞控的控制下，在航向、横滚、俯仰三个轴向对无人机上的相机进行增稳，抵消机身晃动或振动带来的影响。
比如，电池输出的电压范围可为+14.8V～+16.8V，如图1所示，电池分别输出电压至分电板和电源模块，电源模块分别转换得到+5V和+12V电压，并将+5V电压输出至飞控，将+12V电压输出至云台，而电调所需的电压无需进行转换，电池输出的电压经分电板后直接输出给电调。
可以看出，上述电机控制装置中包含的模块数比较多，从而导致安装起来很不方便，而且，需要焊接的电线数也比较多，因此故障点也比较多，可靠性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电机控制装置及电机控制方法，既能方便安装，又可提高可靠性。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电机控制装置，包括：电池、综合板、电机、飞控和云台；
电池输出电压至综合板；
综合板输出电压至飞控和云台；
综合板根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。
一种电机控制方法，包括：
综合板接收电池输出的电压，输出电压至飞控，并根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。
可见，采用本发明所述方案，将现有电源模块、分电板和电调的功能集成到了综合板中，从而减少了模块的数量，方便了安装，而且减少了电线的数量和长度，进而提高了可靠性。
附图说明
图1为现有无人机中的电机控制装置的组成结构示意图。
图2为本发明所述电机控制装置实施例的组成结构示意图。
图3为本发明所述综合板的组成结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步的详细说明。
图2为本发明所述电机控制装置实施例的组成结构示意图。如图2所示，包括：电池、综合板、电机、飞控和云台。
其中，电池输出电压至综合板。
综合板输出电压至飞控和云台。
综合板根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。
也就是说，将现有电源模块、分电板和电调的功能集成到了综合板中，从而减少了模块的数量，方便了安装，而且减少了电线的数量和长度，进而提高了可靠性。
如图2所示，较佳的，综合板的个数为二，电机的个数为四，电池、云台和飞控的个数均为一。
其中一个综合板可输出电压至飞控，另外一个综合板可输出电压至云台。
每个综合板分别驱动两个电机转动。
根据结构安装情况，通常按照就近原则，由距离飞控较近的综合板输出电压至飞控，由距离云台较近的综合板输出电池至云台，以缩短走线长度。
另外，较佳的，两个综合板为相同的电路板，以减少电路板的种类。
图3为本发明所述综合板的组成结构示意图。如图3所示，每个综合板中可分别包括：两个电解电容、第一微控制单元(MCU)、第一驱动电路、第二MCU、第二驱动电路、第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路，每个驱动电路分别对应一个电机。
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第一驱动电路，第一驱动电路输出UVW三相信号至对应电机；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第二驱动电路，第二驱动电路输出UVW三相信号至对应电机；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第一电源电路，第一电源电路转换得到第一电压，分别输出至第一MCU和第二MCU；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第二电源电路，第二电源电路转换得到第二电压；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第三电源电路，第三电源电路转换得到第三电压；
其中，云台所需的电压为第二电压，飞控所需的电压为第三电压；
第一MCU将接收自飞控的脉冲宽度调制(PWM)信号输出至第一驱动电路，通过第一驱动电路实现对应电机的驱动控制；
第二MCU将接收自飞控的PWM信号输出至第二驱动电路，通过第二驱动电路实现对应电机的驱动控制。
较佳的，第一电压为+3.3V，第二电压为+12V，第三电压为+5V。
需要说明的是，为简化附图，图3中未表示出电解电容到各驱动电路以及各电源电路之间的连线。
图3中所示的两个电解电容分别对应于电池的正极(+)和负极(-)，电池输出的电压先经过两个电解电容，之后再输出至各驱动电路以及各电源电路。
如上所述，每个综合板均可输出+5V和+12V的电压，也就是说，每个综合板均可为飞控进行供电，也可为云台进行供电，可按照就近原则选择由哪个综合板为飞控进行供电，由哪个综合板为云台进行供电。
第一MCU接收来自飞控的PWM信号，并输出六路PWM信号至第一驱动电路，通过第一驱动电路实现对应电机的驱动控制，同样，第二MCU接收来自飞控的PWM信号，并输出六路PWM信号至第二驱动电路，通过第二驱动电路实现对应电机的驱动控制。
另外，电机可分为有刷电机和无刷电机，由于性能上的优越性，目前多采用无刷电机，本发明所述方案中也采用无刷电机，相应的，图3中所示的第一驱动电路和第二驱动电路需要分别输出UVW三相信号至对应电机。
再有，对于每个综合板，可将其上的每组信号地和电源地网络分开，通过磁珠相连，从而达到很好的电磁兼容效果，如何将信号地和电源地通过磁珠相连为现有技术。
基于上述介绍，本发明同时公开了一种电机控制方法，包括：
综合板接收电池输出的电压，输出电压至飞控，并根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。
较佳的，
综合板的个数为二，电机的个数为四，电池和飞控的个数均为一；
所述综合板输出电压至飞控包括：其中一个综合板输出电压至飞控，即可利用两个综合板中的任意一个来为飞控进行供电；
所述根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动包括：每个综合板分别驱动两个电机转动，针对每个电机，综合板分别根据接收自飞控的控制信号驱动该电机转动。
另外，
该方法进一步包括：将每个综合板上的每组信号地和电源地均通过磁珠相连。
总之，采用本发明所述方案，将现有电源模块、分电板和电调的功能集成到了综合板中，从而减少了模块的数量，方便了安装。
另外，图1中所示结构中，从电池到电源模块以及从电池到电调等地方的电线比较多也比较长，而采用图2和图3所示结构后，明显简化了走线，即显著的减少了电线的数量并减短了电线的长度，从而提高了可靠性，而且也减轻了无人机的重量等。
再有，本发明所述方案中，对于每个综合板，可将其上的每组信号地和电源地网络分开，通过磁珠相连，从而达到很好的电磁兼容效果。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电机控制装置，其特征在于，包括：电池、综合板、电机、飞控和云台；
电池输出电压至综合板；
综合板输出电压至飞控和云台；
综合板根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动；
其中，所述综合板中包括：两个电解电容、第一微控制单元MCU、第一驱动电路、第二MCU、第二驱动电路、第一电源电路、第二电源电路以及第三电源电路，每个驱动电路分别对应一个电机；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第一驱动电路，第一驱动电路输出UVW三相信号至对应电机；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第二驱动电路，第二驱动电路输出UVW三相信号至对应电机；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第一电源电路，第一电源电路转换得到第一电压，分别输出至第一MCU和第二MCU；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第二电源电路，第二电源电路转换得到第二电压；
电池输出的电压经两个电解电容后输出至第三电源电路，第三电源电路转换得到第三电压；
其中，云台所需的电压为第二电压，飞控所需的电压为第三电压；
第一MCU将接收自飞控的脉冲宽度调制PWM信号输出至第一驱动电路，通过第一驱动电路实现对应电机的驱动控制；
第二MCU将接收自飞控的PWM信号输出至第二驱动电路，通过第二驱动电路实现对应电机的驱动控制。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
综合板的个数为二，电机的个数为四，电池、云台和飞控的个数均为一；
由距离飞控较近的综合板输出电压至飞控，由距离云台较近的综合板输出电压至云台；
每个综合板分别驱动两个电机转动。
3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
第一电压为+3.3V；
第二电压为+12V；
第三电压为+5V。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电机控制装置，其特征在于，
每个综合板上的每组信号地和电源地均通过磁珠相连。
5.一种电机控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的电机控制装置，包括：
综合板接收电池输出的电压，输出电压至飞控，并根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动。
6.根据权利要求5所述的电机控制方法，其特征在于，
综合板的个数为二，电机的个数为四，电池和飞控的个数均为一；
所述综合板输出电压至飞控包括：其中一个综合板输出电压至飞控；
所述根据接收自飞控的控制信号驱动电机转动包括：每个综合板分别驱动两个电机转动，针对每个电机，综合板分别根据接收自飞控的控制信号驱动该电机转动。
7.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，
该方法进一步包括：将每个综合板上的每组信号地和电源地均通过磁珠相连。
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