CN109071002B - 使用电机的可编程电机控制器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于操作电机控制器(302)的方法。所述方法可以包括：经由所述电机控制器上的端口(302‑1)获得电信号，其中所述端口(302‑1)被配置为电连接到电机(304)；以及基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器(302)被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机(304)。

Description

使用电机的可编程电机控制器
背景技术
诸如无人机(UAV)等无人载运工具可用于针对各种军事和民用应用执行监视、侦察和勘探任务。UAV可以包括一个或多个功能模块，用于控制诸如推进单元之类的UAV部件的操作。例如，电子速度控制(ESC)模块可以产生用于控制推进单元中的电机的控制信号。在一些情况下，可以使用例如计算装置或ESC编程卡来调整ESC模块的一个或多个电机控制参数。
发明内容
本公开提供了用于对电机控制器进行编程的系统、方法和装置。电机控制器可用于控制载运工具(如UAV)上的推进系统中的电机。电机控制器可以在外场或现场进行编程，而无需使用诸如计算装置或专用电机控制器编程卡等附加附件。
根据本发明的各个方面，电机可以连接到电机控制器，并且用作用于选择和/或调整电机控制器的一个或多个控制参数的输入装置。基于该一个或多个选择和/或调整的控制参数，电机控制器可以随后控制相同的电机或另一不同的电机。在诸如UAV等多旋翼飞行器中，推进单元的电机通常位于UAV的每个臂的开放端，并且用户可以容易地接近，而无需拆开UAV壳体。因此，使用本发明的各种实施例，可以显著改进电机控制器的编程的简易性。
在本发明的一些方面中，提供了一种用于操作电机控制器的方法。所述方法可以包括：经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制电机的系统。该系统可以包括：电机控制器，包括一个或多个处理器，其单独或共同地被配置为：经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；以及基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机。
本发明的更多方面可以针对一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时使一个或多个处理器执行用于操作电机控制器的方法。所述方法可以包括：经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；以及基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机。
在一些实施例中，所述电信号可以表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势(EMF)。所述用户输入可以包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。可以在电机未通电的情况下产生反电动势。备选地，可以在电机通电的情况下产生反电动势。电机可以通过从电机控制器提供的电流进行通电。
在一些实施例中，所述电信号可以在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述电机控制器的所述端口。所述电信号可以包括具有幅度、频率和相位差的多个信号波形。所述多个信号波形可以在所述电机的多个相端处产生，并且从所述多个相端输出到所述电机控制器的所述端口。所述多个信号波形可以表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势(EMF)。所述多个信号波形的幅度和频率可以表示当电机被手动旋转时所述电机的旋转速度。所述相位差可以表示当所述电机被手动旋转时所述电机的旋转方向。此外，所述相位差可以表示所述电机的旋转角度。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当所述电机被手动旋转时检测所述多个信号波形的变化。所述多个信号波形的所述变化可以包括所述多个信号波形的：(i)所述幅度的变化，(ii)所述频率的变化，和/或(iii)所述相位差的变化。
在一些实施例中，所述电信号可以表示提供给电机的参考电流的变化。参考电流可以是从电机控制器提供的恒定电流。当所述参考电流被提供给所述电机时，所述电机不被配置为主动旋转。当所述参考电流被提供给所述电机时，所述电机可以处于锁定状态。所述参考电流可以被配置为在所述电机中产生扭矩以实现所述电机的所述锁定状态。当所述电机处于锁定状态时，所述电机可能只能通过外力旋转。所述外力可以通过用户手动旋转所述电机来提供。所述参考电流的变化可由通过对所述电机的用户输入产生的反电动势(EMF)引起。所述用户输入可以包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。所述参考电流的变化可与所述电机的(i)旋转度数和/或(ii)圈数相关联。转子的旋转角度可以根据参考电流的相位变化来确定。
在一些实施例中，所述多个不同的电机控制参数可以包括用于控制电机的以下项的指令：(i)旋转方向，(ii)旋转定时，(iii)加速度，(iv)减速度，(v)正常相位变化定时，(vi)高级相位变化定时，和/或(vii)自动减速。所选电机控制参数可以包括用于控制(i)-(vii)中的任何一项的指令。旋转方向可以包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。旋转定时、加速度和减速度可以分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。一个或多个操作模式可以包括正常模式和高级模式。与正常模式相比，高级模式可以提供更高的加速力、更高的减速力(制动力)和/或更快的旋转定时。
在一些实施例中，所述多个不同的电机控制参数可以与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。所述多个不同的用户输入可以包括用户(1)在不同方向上和/或(2)以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。在一些实施例中，可以使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且可以使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。所述第一用户输入和所述第二用户输入可以不同，并且所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数可以不同。
在一些实施例中，多个不同的电机控制参数可以与多个不同的预定义电信号相关联。多个不同的预定义电信号可以与对电机的多个预定义用户输入相关联。所述多个预定义用户输入可以包括所述电机的：(i)旋转速度，(ii)旋转方向，(iii)旋转序列，(iv)旋转圈数，和/或(v)旋转位置。在一些情况下，可以在查找表中提供多个不同的电机控制参数和多个预定义的用户输入。
在一些实施例中，该方法还可以包括：(1)将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及(2)当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
在一些实施例中，选择所述电机控制参数还可以包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。所述方法还可以包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。将所选电机控制参数调整为所述期望值可以包括基于以下项来计算所述期望值：(i)所选电机控制参数的最大值，(ii)所述电机的最大输出值，和(iii)所述电机的当前输出值。电机的最大输出值和当前输出值可以与电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。电机的当前输出值可以从电信号中获得。所选电机控制参数的期望值与最大值之比可以和电机的当前输出值与最大输出值之比成比例。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。所述音频信号可以是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。所述音频信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器来产生视觉信号的驱动信号。所述一组视觉指示器可以包括多个发光元件。所述视觉信号可以是以预定频率和/或预定时间长度产生的。所述视觉信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定闪光序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。所述振动信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定频率和/或预定时间长度振动。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列振动。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。所述旋转信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义序列旋转。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当所述电机控制参数被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第一指示信号的第一驱动信号。所述方法还可以包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。第一指示信号可以不同于第二指示信号。第一指示信号和第二指示信号可以从由以下项组成的组中选择：(1)音频信号，(2)视觉信号，(3)振动信号，和(4)电机旋转信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制电机的方法。所述方法可以包括：操作所述电机以产生电信号；以及将所述电信号从所述电机输出到一个或多个处理器，其中所述电信号被配置为由所述一个或多个处理器用作用于从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数的输入。
根据本发明的另一方面，可以提供一种系统。该系统可以包括：电机，被配置为当所述电机被操作时产生电信号；以及一个或多个处理器，单独地或共同地被配置为控制所述电机，其中所述电机被配置为将所述电信号输出到所述一个或多个处理器，并且其中所述电信号被配置为由所述一个或多个处理器用作用于从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数的输入。
在一些实施例中，操作所述电机以产生所述电信号可以包括在所述电机未通电的情况下手动旋转所述电机。备选地，操作所述电机以产生所述电信号可以包括在所述电机通电的情况下手动旋转所述电机。所述电机可以通过经由所述一个或多个处理器提供的电流供电。所述电信号可以在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述一个或多个处理器。所述电信号可以表示由所述电机的所述操作产生的反电动势(EMF)。所述多个不同的电机控制参数可以与多个不同的控制所述电机的方式相关联。操作所述电机以产生所述电信号可以包括手动旋转所述电机。所述电机可以被配置为以如下方式进行手动旋转：(i)在不同的方向上，(ii)以不同的速度，(iii)以不同的旋转序列，(iv)以不同的圈数，和/或(v)向不同的旋转位置。所述多个不同的电机控制参数中的每一个可以与基于(i)-(v)中的至少一个来操作所述电机的唯一方式相关联。
在一些实施例中，所述多个不同的电机控制参数可以与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。所述多个不同的用户输入可以包括用户(1)在不同方向上和/或(2)以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。在一些实施例中，可以使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，以及可以使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。所述第一用户输入和所述第二用户输入可以不同，并且所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数可以不同。
在一些实施例中，所述多个不同的电机控制参数可以包括用于控制电机的以下项的指令：(i)旋转方向，(ii)旋转定时，(iii)加速度，和/或(iv)减速度，(v)正常相位变化定时，(vi)高级相位变化定时，和/或(vii)自动减速。所选电机控制参数可以包括用于控制(i)-(vii)中的任何一项的指令。旋转方向可以包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。旋转定时、加速度和减速度可以分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。一个或多个操作模式可以包括正常模式和高级模式。与正常模式相比，高级模式可以提供更高的加速力、更高的减速力(制动力)和/或更快的旋转定时。
在一些实施例中，多个不同的电机控制参数可以与多个不同的预定义电信号相关联。多个不同的预定义电信号可以与电机的多个预定义用户输入相关联。所述多个预定义用户输入可以包括所述电机的：(i)旋转速度，(ii)旋转方向，(iii)旋转序列，(iv)旋转圈数，和/或(v)旋转位置。在一些情况下，可以在查找表中提供多个不同的电机控制参数和多个预定义的用户输入。
在一些实施例中，该方法还可以包括：(1)将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及(2)当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
在一些实施例中，选择所述电机控制参数还可以包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。所述方法还可以包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。将所选电机控制参数调整为所述期望值可以包括基于以下项来计算所述期望值：(i)所选电机控制参数的最大值，(ii)所述电机的最大输出值，和(iii)所述电机的当前输出值。电机的最大输出值和当前输出值可以与电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。电机的当前输出值可以从电信号中获得。所选电机控制参数的期望值与最大值之比可以和电机的当前输出值与最大输出值之比成比例。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。所述音频信号可以是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。所述音频信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器产生视觉信号的驱动信号。所述一组视觉指示器可以包括多个发光元件。所述视觉信号可以是以预定频率和/或预定时间长度产生的。所述视觉信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定闪光序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。所述振动信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定义频率和/或预定时间长度振动。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列振动。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。所述旋转信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义序列旋转。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当所述电机控制参数被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第一指示信号的第一驱动信号。所述方法还可以包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。第一指示信号可以不同于第二指示信号。第一指示信号和第二指示信号可以从由以下项组成的组中选择：(1)音频信号，(2)视觉信号，(3)振动信号和(4)电机旋转信号。
本发明的更多方面可以针对用于控制推进系统的方法。所述方法可以包括：当电机不输出推进力时操作所述电机；以及基于所述电机的所述操作选择电机控制器的电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数控制所述电机以输出所述推进力。
根据本发明的另外方面，可以提供一种推进系统。该推进系统可以包括：电机，被配置为输出推进力；以及电机控制器，电连接到所述电机，被配置为基于所选电机控制参数控制所述电机以输出所述推进力，其中所述电机控制参数是基于当所述电机不输出所述推进力时所述电机的操作来选择的。
在一些实施例中，该推进系统可以位于无人机(UAV)上。所述电机可配置为输出所述推进力以向所述UAV的飞行提供动力。所述电机控制器可以是所述UAV上的电子速度控制器(ESC)。
在一些实施例中，操作所述电机可以包括在所述电机未通电的情况下手动旋转所述电机。备选地，操作所述电机可以包括在所述电机通电的情况下手动旋转所述电机。所述电机可以由恒定的电流供电。当所述电机不输出所述推进力时，所述电机可以被操作以产生电信号。所述电信号可以表示由所述电机的所述操作产生的反电动势(EMF)。所述电信号可以在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述电机控制器的端口。
在一些实施例中，电机控制参数可以从多个不同的电机控制参数中选择。所述多个不同的电机控制参数可以与多个不同的控制所述电机的方式相关联。操作所述电机以产生所述电信号可以包括手动旋转所述电机。所述电机可以被配置为以如下方式进行手动旋转：(i)在不同的方向上，(ii)以不同的速度，(iii)以不同的旋转序列，(iv)以不同的圈数，和/或(v)向不同的旋转位置。所述多个不同的电机控制参数中的每一个可以与基于(i)-(v)中的至少一个来操作所述电机的唯一方式相关联。
在一些实施例中，所述多个不同的电机控制参数可以与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。所述多个不同的用户输入可以包括用户(1)在不同方向上和/或(2)以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。在一些实施例中，可以使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且可以使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。所述第一用户输入和所述第二用户输入可以不同，并且所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数可以不同。所述多个不同的电机控制参数可以包括用于控制电机的以下项的指令：(i)旋转方向，(ii)旋转定时，(iii)加速度，(iv)减速度，(v)正常相位变化定时，(vi)高级相位变化定时，和/或(vii)自动减速。所选电机控制参数可以包括用于控制(i)-(vii)中的任何一项的指令。旋转方向可以包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。旋转定时、加速度和减速度可以分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。一个或多个操作模式可以包括正常模式和高级模式。与正常模式相比，高级模式可以提供更高的加速力、更高的减速力(制动力)和/或更快的旋转定时。
在一些实施例中，多个不同的电机控制参数可以与多个不同的预定义电信号相关联。多个不同的预定义电信号可以与电机的多个预定义用户输入相关联。所述多个预定义用户输入可以包括所述电机的：(i)旋转速度，(ii)旋转方向，(iii)旋转序列，(iv)旋转圈数，和/或(v)旋转位置。
在一些情况下，可以在查找表中提供多个不同的电机控制参数和多个预定义的用户输入。
在一些实施例中，该方法还可以包括：(1)将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及(2)当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
在一些实施例中，选择所述电机控制参数还可以包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。所述方法还可以包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。将所选电机控制参数调整为所述期望值可以包括基于以下项来计算所述期望值：(i)所选电机控制参数的最大值，(ii)所述电机的最大输出值，和(iii)所述电机的当前输出值。电机的最大输出值和当前输出值可以与电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。电机的当前输出值可以从电信号中获得。所选电机控制参数的期望值与最大值之比可以和电机的当前输出值与最大输出值之比成比例。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。所述音频信号可以是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。所述音频信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器产生视觉信号的驱动信号。所述一组视觉指示器可以包括多个发光元件。所述视觉信号可以是以预定频率和/或预定时间长度产生的。所述视觉信号可以包括以相同或不同时间间隔分开的预定闪光序列。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。所述振动信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定义频率和/或预定时间长度振动。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列振动。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。所述旋转信号可以表示所述电机控制参数被成功选择。所述电机可以被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。所述电机可以被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义序列旋转。
在一些实施例中，该方法还可以包括：当所述电机控制参数被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第一指示信号的第一驱动信号。所述方法还可以包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。第一指示信号可以不同于第二指示信号。第一指示信号和第二指示信号可以从由以下项组成的组中选择：(1)音频信号，(2)视觉信号，(3)振动信号和(4)电机旋转信号。
应该理解的是，本发明的不同方面可以单独地、共同地或者彼此组合地被理解。本文描述的本发明的各个方面可以应用于下面列出的任何特定应用或任何其它类型的电机和/或稳定平台。本文对可移动物体的任何描述可以应用于且用于任何有人或无人载运工具。通过阅读说明书、权利要求书和附图，本发明的其它目的和特征将变得显而易见。
通过引用并入
本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确且单独地指示通过引用并入。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考下面的详细描述及其附图，将更好地理解本发明的特征和优点，所述详细描述中阐述了利用本发明的原理的说明性实施例，所述附图中：
图1是根据一些实施例的包括电机控制器和电机在内的可移动物体的框图。
图2示出了根据一些实施例的用于操作电机控制器的系统的框图。
图3示出了根据一些实施例的用于操作耦合到三相电机的电机控制器的系统。
图4示出了根据一些实施例的当用户以不同速度旋转电机时由电机产生的反电动势正弦波形的幅度和频率的变化。
图5示出了根据一些实施例的图3中的电机的三个电机相A、B和C。
图6示出了根据一些实施例的当用户在相反方向上旋转电机时两相端之间的相位差。
图7示出了根据一些实施例的当用户在相反方向上旋转电机时多个相端之间的相位差。
图8示出了根据一些实施例的用于当向电机提供恒定参考电流时操作电机控制器的系统。
图9示出了根据一些实施例的用于操作电机以产生用于选择电机控制参数的反电动势的工具。
图10示出了根据一些实施例的允许用户以校准方式转动电机的仪表。
图11示出了根据一些实施例的用于当选择了电机控制参数时经由电机向用户提供感觉反馈的系统。
图12示出了根据一些实施例的用于当选择了电机控制参数时经由一个或多个指示器向用户提供感觉反馈的系统。
图13示出了根据一些实施例的用于基于所选电机控制参数来控制推进系统的系统。
图14是根据一些实施例的用于控制可移动物体的系统的示意性框图。
具体实施方式
本公开提供了用于对电机控制器进行编程的系统、方法和装置。电机控制器可用于控制载运工具(如UAV)上的推进单元中的电机。具体地，本公开至少解决与电机控制器的编程有关的以下需求。
在某些情况下，用于对电机控制器进行编程的现有方法可能不是最佳的。例如，通常使用计算装置(诸如个人计算机)或专用电机控制器编程卡来调整电机控制器的电机控制参数。但是，如果用户没有携带或忘记携带计算装置或编程卡，则外场或现场电机控制参数调整可能不可行。而且，用载运工具(例如，UAV)携带计算装置或编程卡可能限制用户的移动性。在能够调整电机控制器的电机控制参数之前，计算装置或编程卡需要通电。在某些地方，例如在没有电源的远程位置，如果计算装置或编程卡的电池电量不足或耗尽，则可能无法使用计算装置或编程卡。
为了选择和/或调整电机控制参数，计算装置或编程卡必须电连接到电机控制器，例如经由电机控制器的通信端口。通常，电机控制器位于载运工具的壳体内，并且用户可能不容易接近。例如，用户可能不得不拧开并移除壳体的部件以接近电机控制器的通信端口。在一些情况下，电机控制器的通信端口可以通过控制电缆连接到载运工具的其他部件(例如飞行控制器)。用户可能必须首先断开控制电缆，以便电机控制器的通信端口可用于连接到计算装置或编程卡。完成电机控制参数调整后，用户将不得不重新连接控制电缆并重新组装载运工具的壳体。上述的一系列步骤可能费时费力，并且给用户造成很大的不便。
因此，需要改进外场或现场对电机控制器编程的简易性和便利性，而不依赖诸如计算装置或编程卡之类的附加附件。本文提供的电机控制器和电机可以满足上述需要。
根据本发明的实施例可以提供可编程电机控制器。电机控制器可以通过以下方式来编程：(1)使用可操作地耦接到电机控制器的电机，并且(2)不需要使用计算装置或电机控制器编程卡。电机控制器可以包括电子速度控制(ESC)模块。备选地，电机控制器可以是ESC模块的一部分。电机控制器的编程可以包括选择和/或调整电机控制器的一个或多个电机控制参数。
电机控制器可以通过允许电机控制器和电机之间的双向通信的通信接口可操作地耦接到电机。通信接口可以包括电机控制器和电机中的每一个上的一个或多个端口。电机可以用作用于选择和/或调整电机控制器的一个或多个电机控制参数的输入装置。例如，用户可以以不同的速度、不同的方向(例如，顺时针或逆时针)和/或不同的圈数手动旋转电机转子，以通过电机控制器选择和/或调整一个或多个电机控制参数。基于由对电机的用户输入旋转产生的反电动势(EMF)，可以选择和/或调整电机控制参数。
电机控制器可以被配置为基于所选择和/或调整的电机控制参数来控制电机的操作。在一些实施例中，电机可以是载运工具上的推进系统的一部分。载运工具可以是任何可移动的物体。在一些情况下，载运工具可以是无人机(UAV)。电机控制器和包括电机的推进单元可以位于UAV上。
虽然本文针对无刷电机和无刷电机的控制描述了本发明的各种实施例，但应该理解，本发明也可以应用于直流(DC)有刷电机、旋转电机、伺服电机、直接驱动旋转电机、DC力矩电机、线性螺线管步进电机、超声波电机、齿轮传动电机、减速电机、液压致动器、气动致动器或搭载式电机组合。在一些情况下，直接驱动电机可以包括紧凑型电机或小型化电机，并且可以无级控制，以减少响应时间，并响应于载运工具的各种姿态变化实现快速和及时的速度/加速度/旋转方向调整。
接下来，将参照附图详细描述本发明的各种实施例。
图1是根据一些实施例的包括电机控制器和电机在内的可移动物体的框图。提供了可移动物体100。可移动物体可以是能够穿越物理环境的任何物体。可移动物体可能能够穿越空气、水、陆地和/或空间。可移动物体可以是载运工具、手持装置和/或机器人。载运工具可以是自推进式载运工具。载运工具可以借助一个或多个推进单元穿越环境。载运工具可以是飞行器、陆基载运工具、水基载运工具或空间载运工具。载运工具可以是无人机。载运工具可能能够在没有人类乘客的情况下穿越环境。备选地，载运工具可以携带人类乘客。在一些实施例中，可移动物体可以是无人机(UAV)。本文对UAV的任何描述通常可应用于任何其他类型的可移动物体或各种种类的可移动物体，反之亦然。例如，本文对UAV的任何描述都可以应用于任何无人的陆基、水基或空间载运工具。
如上所述，可移动物体可能能够穿越物理环境。在一些实施例中，可移动物体可能能够在三维内飞行。可移动物体可能能够沿着一个、两个或三个轴进行空间平移。所述一个、两个或三个轴可以彼此正交。所述轴可以沿着俯仰轴、偏航轴和/或横滚轴。可移动物体可能能够关于一个、两个或三个轴进行旋转。所述一个、两个或三个轴可以彼此正交。所述轴可以是俯仰轴、偏航轴和/或横滚轴。可移动物体可能能够沿着最多6个自由度移动。可移动物体可以包括一个或多个推进单元，其可以辅助可移动物体移动。例如，可移动物体可以是具有一个、两个或更多个推进单元的UAV。推进单元可以被配置为产生用于UAV的升力。推进单元可以包括旋翼。可移动物体可以是多旋翼UAV。
可移动物体可以具有任何物理结构。例如，可移动物体可以具有中心体，中心体具有从中心体延伸的一个或多个臂或分支。臂可以从中心体侧向或径向延伸。臂可以相对于中心体可移动或者可以相对于中心体固定。臂可以支撑一个或多个推进单元。例如，每个臂可以支撑一个、两个或更多个推进单元。
可移动物体100可以完全自主地(例如，通过诸如机载控制模块之类的合适的计算系统)、半自主地或手动地(例如由人类用户)操作。可移动物体可以从合适的实体(例如，人类用户或自主控制模块)接收命令，并且通过执行一个或多个动作来响应这些命令。例如，可移动物体可以被控制为从地面起飞、在空中移动(例如，具有多达三个平移自由度以及多达三个旋转自由度)、移动到目标位置或移动到一系列目标位置、悬停在空中、落在地面上，等等。作为另一示例，可以控制可移动物体以指定的速度和/或加速度(例如，具有多达三个平移自由度以及多达三个旋转自由度)或沿着指定的移动路径移动。此外，可以使用命令来控制一个或多个可移动物体部件，例如本文所述的部件(例如，传感器、致动器、推进单元、搭载物等)。例如，可以使用一些命令来控制诸如相机之类的可移动物体搭载物的位置、朝向和/或操作。
在一些实施例中，可移动物体包括可控制以执行各种操作的多个部件。可以包括在可移动物体中的部件的示例包括但不限于：实现可移动物体的移动(例如，相对于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)的推进单元、收集各种类型的信息(例如，状态信息、环境信息)的传感器、促进可移动物体与一个或多个远程装置(例如，远程控制器或终端)之间的通信的通信模块、或其适当的组合。部件可以响应控制信号以便执行操作。
例如，可移动物体可以包括一个或多个推进单元，所述推进单元被致动以实现可移动物体的移动。示例性的推进单元可以包括一个或多个引擎、电机、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、叶片、喷嘴、或其适当的组合。可移动物体可以包括任何适当数量的推进单元，例如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个推进单元。推进单元可以全部是相同类型的。备选地，可移动物体可以使用或包括不同类型的推进单元。推进单元可以以多种方式安装在可移动物体上，例如通过固定耦接、可拆卸耦接、可移动耦接、可旋转耦接等。推进单元可以安装在可移动物体的任何合适的部分上，例如安装在顶部、底部、前部、后部、侧部、或其适当的组合上。不同的推进单元可以位于可移动物体的不同部分上。推进单元在可移动物体上的位置可以是固定的。备选地，一些或全部推进单元能够相对于可移动物体可移动。例如，可移动物体(例如，UAV)可以具有中心体和从中心体向外延伸的多个分支构件或臂。分支构件可以相对于中心体固定和/或彼此固定。备选地，分支构件中的一些或全部可以相对于中心体可移动和/或彼此可移动，例如通过平移、旋转、折叠、伸缩、弯曲等可移动。在一些实施例中，分支构件可以相对于可移动物体的竖直轴旋转到多个不同的角度。可移动物体的推进单元可以位于分支构件上，例如靠近分支构件的远端部分，使得推进单元根据分支构件的移动相对于彼此和/或中心体移动。
推进单元可以包括一个或多个被致动(例如通过合适的致动器，诸如电机或引擎)的部件，以便提供影响可移动物体的运动的力。在一些实施例中，推进单元可以使可移动物体能够垂直地从表面起飞或垂直地降落在表面上，而不需要可移动物体的任何水平移动(例如，无需沿着跑道行进)。可选地，推进单元可以可操作地允许可移动物体以特定位置和/或朝向悬停在空中。可以使用适当的致动信号来控制致动，例如，由控制推进单元的操作的功能模块来提供该制动信号，如在本文中进一步详细描述的。推进单元中的一个或多个可以独立于其它推进机构受到控制。备选地，推进单元可以被配置为同时受到控制。
在一些实施例中，可移动物体的推进单元可以包括一个或多个旋翼。这种旋翼可以以各种方式被致动(例如旋转)以产生用于实现可移动物体的移动的推进力(例如，升力、推力)。例如，适当的致动器(例如引擎或电机，诸如有刷直流电机或无刷直流电机)可以可操作地耦接到旋翼，以便驱动旋翼的旋转。旋翼可以是水平旋翼(其可以指具有水平旋转平面的旋翼)，垂直朝向的旋翼(其可以指具有垂直旋转平面的旋翼)，或者以水平和垂直位置之间的中间角度倾斜的旋翼。在一些实施例中，水平朝向的旋翼可以旋转并向可移动物体提供升力。垂直朝向的旋翼可以旋转并向可移动物体提供推力。朝向水平位置和垂直位置之间的中间角度的旋翼可以旋转并向可移动物体提供升力和推力两者。由旋翼旋转产生的力可以具有足够的大小来推动可移动物体。在一些实施例中，旋翼可以构造成以适于产生期望的推进力的速率旋转。旋转速率可以基于可移动物体的尺寸(例如，大小、重量)，并且可移动物体可以具有如本文其他地方所述的任何合适的尺寸。
一个或多个旋翼可以用于提供抵消由另一个旋翼的旋转产生的转矩的转矩。例如，可移动物体可以具有多个水平朝向的旋翼，其可以被致动(例如，旋转)以向可移动物体提供升力和/或推力。可以驱动多个水平朝向的旋翼以向可移动物体提供垂直起飞、垂直着陆和悬停能力。在一些实施例中，水平朝向旋翼中的一个或多个可沿顺时针方向旋转，而水平旋翼中的一个或多个可沿逆时针方向旋转。例如，顺时针旋翼的数量可以等于逆时针旋翼的数量。为了控制由每个旋翼产生的升力和/或推力，从而调整可移动物体(例如，相对于最多三个平移度和三个旋转度)的位置、朝向、速度和/或加速度，可以独立地改变每个水平朝向旋翼的旋转速率。
如图1所示，可移动物体100可以包括电机控制器102和电机104。电机可以是可移动物体的推进单元的一部分。电机控制器可以可操作地耦接到电机。在一些实施例中，可移动物体可以包括可操作地耦接到多个电机的多个电机控制器。在某些情况下，电机控制器可以被配置为控制多台电机。电机控制器可以以任何合适的、允许进行通信的方式连接到电机，例如通过诸如电线、电缆之类的电连接器或其他类型的连接元件。电机控制器可以是电子速度控制(ESC)模块。电机控制器可以经由信号线耦接到飞行控制模块，该信号线允许飞行控制信号从飞行控制模块传输到电机控制器。另外，电机控制器可以被配置为向飞行控制模块传输信息，例如关于电机控制器和/或所耦接的电机的当前操作状态的信息。
根据本发明的各种实施例，电机控制器可以使用电机进行编程。例如，可以使用电机作为输入装置来选择和/或调整电机控制器的一个或多个电机控制参数，如下面参照图2至13所述。
图2是根据一些实施例的用于操作电机控制器的系统的框图。参考图2的部分A，电机控制器202可以可操作地耦接到电机204。用户206可以使用电机来对电机控制器进行编程。例如，用户可以通过电机提供输入，以选择和/或调整电机控制器的一个或多个电机控制参数。用户输入可以包括电机转子的旋转208。例如，用户可以用手来手动旋转电机转子。当用户旋转电机时，产生表示反电动势(EMF)210的电信号。反电动势由电机产生。在一些实施例中，可以在电机未通电的情况下产生反电动势。备选地，可以在电机通电的情况下产生反电动势。在这些备选实施例中，电机可以通过从电机控制器提供的电流通电。电流可以来自位于电机控制器处或远离电机控制器的电源。电流可以是恒定的直流电。
电机控制器可以包括被配置为电连接到电机的端口。电机控制器可以被配置为经由该端口获得电信号。例如，该电信号可以(1)当用户旋转电机时在电机的相端产生，并且(2)从电机的相端输出到电机控制器的端口。电机控制器中的一个或多个处理器可以被配置为单独或共同地基于该电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数。
参考图2的部分B，在选择了电机控制参数之后，电机控制器202可以被配置为基于所选电机控制参数来控制电机204。例如，电机控制器可以基于所选电机控制参数生成电机控制信号214并将其发送到电机。电机可响应于电机控制信号而产生电机输出216。在一些实施例中，电机可以是推进系统的一部分。电机控制器可以被配置为基于所选电机控制参数控制电机以输出推进力。推进力可用于推进诸如UAV之类的可移动物体。
图3示出了根据一些实施例的用于操作耦接到三相电机的电机控制器的系统。电机控制器302可以可操作地耦接到电机304。例如，电机控制器上的端口302-1可以被配置为电连接到电机的相端304。电机304可以是三相无刷直流电动(BLDC)电机。
用户306可以在电机断电时向电机提供输入旋转308，例如通过手动旋转电机的转子305。当手动驱动电机时，电机变成发电机，并且可以通过各种电机相A、B和C产生反电动势。如前所述，当用户旋转电机时，表示反电动势的电信号从电机的相端304-1输出到电机控制器的端口302-1。
所述电信号可以包括具有幅度、频率和相位差的多个信号波形。在图3的例子中，多个信号波形310-1、310-2和310-3在电机的多个相端(对应于电机相A、B和C)处产生，并且从多个相端输出到电机控制器的端口302-1。由于电机304是三相无刷电机，因此多个信号波形可以包括相互间具有120°的相位差的三个正弦波形。多个信号波形表示当用户手动旋转电机时产生的反电动势。电机产生的反电动势由以下等式给出：
VEMF＝Keω
其中VEMF是反电动势的幅度，Ke是反电动势常数，它是电机的固有参数，并且ω是当用户手动旋转电机时电机的角速度。Ke也被称为电机速度常数，以每伏特每分钟转数(RPM)为单位来度量。无刷电机的Ke额定值是电机的无负载RPM与连接到电机线圈的导线上的峰值电压(反电动势)之比。
多个信号波形的幅度和频率可以表示当电机由用户手动旋转时电机的旋转速度。信号波形的幅度由VEMF给出。信号波形的频率等于ω/2π。相位差可以表示当手动旋转电机时电机的旋转方向，如稍后参照图6详细描述的。另外，相位差可以表示电机的旋转角度，如稍后参照图7详细描述的。
多个信号波形可以在电机控制器的端口处被接收，并且使用电机控制器中的一个或多个处理器进行分析。例如，电机控制器中的处理器可以被配置为当电机由用户手动旋转时检测多个信号波形的变化。多个信号波形的变化可以包括：(i)幅度的变化，(ii)频率的变化，和/或(iii)多个信号波形的相位差的变化。
通过分析多个信号波形的变化，电机控制器可以确定与用户输入旋转308相关联的各种特性。例如，电机控制器可以基于信号波形的幅度和频率来确定用户正在旋转电机的速度。另外，电机控制器可以基于波形之间的相位差来确定以下中的一个或多个：(1)用户正在旋转电机的方向(顺时针或逆时针)，(2)用户已经旋转电机的圈数，和/或(3)电机的旋转度数。
在一些实施例中，多个不同的电机控制参数可以与多个不同的预定义电信号相关联。多个不同的预定义电信号可以与对电机的多个预定义的用户输入相关联。例如，多个预定义的用户输入可以包括：(i)旋转速度，(ii)旋转方向，(iii)旋转顺序，(iv)旋转圈数，和/或(v)电机的旋转位置。
在一些情况下，可以在查找表中提供多个不同的电机控制参数和多个预定义的用户输入。查找表可以存储在位于可移动物体上或者远离可移动物体的存储器模块中。在一些情况下，查找表可以存储在位于电机控制器处的存储器模块中，或存储在电机控制器可访问的存储器模块中。
在一些实施例中，电机304和电机控制器302可以设置在可移动物体上。可移动物体的制造商或分销商可将不同的电机控制参数与不同的预定义电信号和预定义用户输入相关联。制造商或分销商也可以生成包括相关联的电机控制参数、预定义电信号和预定义用户输入在内的查找表。制造商或分销商可将查询表存储在位于可移动物体上或者远离可移动物体的存储器模块中。制造商或分销商也可以当用户购买包括电机控制器和电机在内的可移动物体(例如，UAV)时向用户提供查找表。用户可以使用查找表来对电机控制器进行编程，通过使用电机来选择和/或调整不同的电机控制参数。
多个不同的电机控制参数可以包括用于控制以下项的指令：电机操作期间电机的(i)旋转方向，(ii)旋转定时，(iii)加速度，(iv)减速度，(v)正常相位变化定时，(vi)高级相位变化定时，和/或(vii)自动减速。电机的操作可以包括电机控制器控制电机产生推进力。旋转方向可以包括电机的顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。旋转定时、加速度和减速度可以分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。在一些实施例中，操作模式可以包括正常模式和高级模式。与正常模式相比，高级模式可以提供更高的加速力、更高的减速力(制动力)和/或更快的旋转定时。
如前所述，电机304被配置为当电机接收到用户输入旋转308时生成电信号并将其传输到电机控制器302。电机控制器中的一个或多个处理器可以被配置为(1)将该电信号与多个不同的预定义电信号进行比较，以及(2)当该电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数。电机控制器302可以随后基于所选电机控制参数312来控制电机304的操作，如从电机控制器到电机的虚线所示。
相应地，可以使用对电机的不同用户输入来选择不同的电机控制参数。如前所述，对电机的不同用户输入会导致电机产生不同的电信号。例如，不同用户输入可以由用户(1)在不同的方向上和/或(2)以不同的圈数手动旋转电机来提供。在一些情况下，不同用户输入可以由用户以不同的速度或不同的速度范围手动旋转电机来提供。不同的电信号可以包括具有不同的振幅、频率和/或相位差的信号波形。
在一些实施例中，可以使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且可以使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。第一用户输入和第二用户输入可以不同。类似地，第一电机控制参数和第二电机控制参数可以不同。在一个示例中，第一用户输入可以包括用户以顺时针(CW)方向手动旋转电机三(3)圈，并且第二用户输入可以包括用户以逆时针(CCW)方向手动旋转电机两(2)圈。选择第一电机控制参数可以设置电机的高级(高)电机定时。相反，选择第二电机控制参数可以将电机的主动加速度设置为“ON”状态。应该注意的是，上述用户输入和电机控制参数仅仅是示例性的。在说明书的其他地方进一步描述了其他类型的用户输入和电机控制参数。
电机控制器(例如电机控制器302)可以被配置为基于电机由于第一用户输入而产生的第一电信号来检测第一用户输入。在检测到第一用户输入(或第一电信号)时，电机控制器可以从多个不同的电机控制参数中选择第一电机控制参数。类似地，电机控制器可以被配置为基于电机由于第二用户输入而产生的第二电信号来检测第二用户输入。在检测到第二用户输入(或第二电信号)时，电机控制器可以从多个不同的电机控制参数中选择第二电机控制参数。在一些实施例中，第一电机控制参数和第二电机控制参数可以从包括多个电机控制参数在内的查找表中选择。作为示例，当选择了第一电机控制参数时，电机控制器可以被配置为在电机的操作期间将电机设置为高级(高)电机定时。相反，当选择了第二电机控制参数时，电机控制器可以被配置为在电机的操作期间设定(打开)主动加速功能。
在一些实施例中，当第一用户输入被提供给电机时，电机控制器可以选择第一电机控制参数。接下来，当第二用户输入被提供给电机时，电机控制器可以被配置成将选择从第一电机控制参数切换到第二电机控制参数。接下来，当第三用户输入被提供给电机时，电机控制器可以被配置为将选择从第二电机控制参数切换到第三电机控制参数。因此，电机控制器可以被配置为根据用户对电机的输入从一个电机控制参数切换到另一个电机控制参数。
在一些备选实施例中，可以选择两个或更多个电机控制参数，并且同时激活。例如，第一、第二和第三电机控制参数可全部被选择并同时激活。电机控制器可以被配置为基于所有三个选择的电机控制参数来控制电机的操作。
电机控制参数中的值可以预先固定。或者，电机控制参数中的值可以是可调整的。在一些实施例中，电机控制参数的选择还可以包括激活允许调整电机控制参数的值的模式。例如，在从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数之后，可以将所选电机控制参数调整到期望值。期望值可以基于以下项来计算：(i)所选电机控制参数的最大值，(ii)电机的最大输出值，以及(iii)电机的当前输出值。电机的最大输出值和当前输出值可以与电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。电机的当前输出值可以从电信号中获得。所选电机控制参数的期望值与最大值之比可以和电机的当前输出值与最大输出值之比成比例。相应地，所选电机控制参数的期望值可以使用以下等式来计算：
B0＝(A0/Amax)*Bmax
其中B0是所选电机控制参数的期望值，A0是电机的当前输出值，Bmax是所选电机控制参数的最大值，Amax是电机的最大输出值。
电机控制参数的值可以使用本文其他地方描述的任何用户输入(或电信号)来调整。在一些实施例中，可以通过改变电机的旋转角度来调整电机控制参数的值。旋转角度可以是大约30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°、360°或其间的任何值。在其他实施例中，可以通过将电机旋转N圈来调整电机控制参数的值，其中N可以是整数或分数。例如，N可以是1/4圈、1/2圈、3/4圈、1圈、11/2圈、2圈、3圈或任意圈数。
图4示出了根据一些实施例的当用户以预定方向以不同速度旋转电机时由电机产生的反电动势正弦波形的幅度和频率的变化。如之前在图3中所描述的，信号波形的幅度和频率可以表示当用户手动旋转电机时电机的旋转速度。例如，产生的电动势波形的幅度和频率，与用户手动的电机旋转速度ω成比例。
如图4的部分A所示，用户406可以向电机404提供第一用户输入旋转408-1，以便经由电机控制器选择第一电机控制参数412-1。第一用户输入旋转可以包括用户以第一角速度ω1以预定方向旋转电机。预定方向可以是旋转的顺时针方向或逆时针方向。备选地，第一用户输入旋转可以包括用户在第一角速度范围之间以预定方向旋转电机。第一角速度范围可以从ω11到ω12，其中ω12＞ω11。第一用户输入旋转可以使电机产生第一反电动势410-1。第一反电动势可以是具有幅度A1和频率f1的正弦波形。电机控制器(例如，图3中的电机控制器302)可以被配置为接收表示第一反电动势的第一电信号，并且基于第一电信号来选择第一电机控制参数412-1。
在一些实施例中，用户可以向电机404提供第二用户输入旋转408-2，以便经由电机控制器选择第二电机控制参数412-2，例如如图4的部分B中所示。第二用户输入旋转可以包括用户以第二角速度ω2以预定方向旋转电机，其中ω2＞ω1。备选地，第二用户输入旋转可以包括用户在第二角速度范围之间以预定方向旋转电机。第二角速度范围可以从ω21到ω22，其中ω22＞ω21＞ω12。第二用户输入旋转可以使电机产生第二反电动势410-2。第二反电动势可以是具有幅度A2和频率f2的正弦波形，其中A2＞A1并且f2＞f1。电机控制器可以被配置为接收表示第二反电动势的第二电信号，并且基于第二电信号来选择第二电机控制参数412-2。
在一些其他实施例中，用户可以向电机404提供第三用户输入旋转408-3，以便经由电机控制器选择第三电机控制参数412-3，例如如图4的部分C中所示。第三用户输入旋转可以包括用户以第三角速度ω3以预定方向旋转电机，其中ω3＞ω2。在一些情况下，第一角速度ω1可以是大约20RPM，第二角速度ω2可以是大约40RPM，并且第三角速度ω3可以是大约60RPM。备选地，第三用户输入旋转可以包括用户在第三角速度范围之间以预定方向旋转电机。第三角速度范围可以从ω31到ω32，其中ω32＞ω31＞ω22。在一些情况下，第一角速度范围可以是约20RPM至约35RPM，第二角速度范围可以是约40RPM至约55RPM，第三角速度范围可以是约60RPM至约75RPM。应该注意的是，上述速度值和范围仅仅是示例性的，并且可以预期任何值。
第三用户输入旋转可以使电机产生第三反电动势410-3。第三反电动势可以是具有幅度A3和频率f3的正弦波形，其中A3＞A2并且f3＞f2。电机控制器可以被配置为接收表示第三反电动势的第三电信号，并且基于第三电信号来选择第三电机控制参数412-3。
图4的部分D示出叠加在同一曲线图上的部分A、B和C的反电动势正弦波形。可以从D部分的曲线图中观察具有不同用户输入旋转速度的波形的幅度和频率的变化。相应地，通过使用图4所示的实施例，用户可以经由电机控制器通过以不同的速度手动旋转电机来选择不同的电机控制参数。
图5示出了根据一些实施例的图3中的电机的三个电机相A、B和C。示波器可以放置在A相和B相之间，在A相上放置正极(+)探针，在B相上放置负极(-)探针。当电机反向驱动(由用户手动旋转)时，电压表检测到的电压将在示波器上随时间显示为近似正弦曲线。正弦波形表示电机相A和B之间的相位差/关系。在一些情况下，如果用户的旋转速度足够高，则正弦波形的顶部和底部可能截断而形成梯形波形。如果电机的旋转方向没有改变，则A和B之间的相位关系将保持恒定，而与旋转速度无关。当电机的旋转方向改变时，A相和B相之间的相位关系会改变。相位关系的变化可以使用位置传感器来测量/观察，并且在下面参照图6进行描述。
无刷直流电动电机使用电子换向而不是机械换向来控制对电机的功率分配。通常，可以使用一个或多个位置传感器来测量无刷直流电机中的转子位置。测得的转子位置可以传送给电子控制器以实现无刷电机换向。
在一些实施例中，位置传感器可以是线性霍尔效应传感器。霍尔效应传感器是固态磁性传感器装置，并且可以用于感测位置、速度和/或定向移动。霍尔效应传感器是响应于磁场而改变其输出电压的换能器。由霍尔板感测磁场，并且在偏置的霍尔板上产生与感应磁通量成比例的“霍尔”电压。霍尔电压是一个电位差，它取决于磁场的大小和方向以及来自电源的电流。霍尔效应传感器作为模拟换能器工作，直接返回输出电压。利用已知的磁场，可以确定从磁场的极到霍尔板的距离。霍尔效应传感器可以产生线性输出。线性模拟霍尔效应传感器的输出信号可以直接从运算放大器的输出端获得，输出电压与穿过霍尔效应传感器的磁场成比例。霍尔效应传感器的优点包括非接触式无磨损操作、低维护、坚固的设计、以及由于其坚固的包装而对振动、灰尘和湿气的低敏感性。
图6的部分A示出了当用户向电机提供第一用户输入旋转时相A和相B之间的关系。第一用户输入旋转608-1可以包括用户606在第一预定方向上手动旋转电机604，这导致电机产生第一反电动势610-1。部分A中的相位关系基于第一反电动势610-1，并且可以使用图5中所示的示波器来测量。位置传感器616(例如霍尔效应传感器)被配置成当电机由用户在第一预定方向上手动旋转时产生霍尔电压信号。
图6的部分B示出了当用户向电机提供第二用户输入旋转608-2时相A和相B之间的关系。第二用户输入旋转可以包括用户在第二预定方向上手动旋转电机，这导致电机产生第二反电动势610-2。第二预定方向可以与第一预定方向相反。例如，在一些实施例中，第一预定方向可以是顺时针方向，并且第二预定方向可以是逆时针方向。或者，第一预定方向可以是逆时针方向，并且第二预定方向可以是顺时针方向。
部分B中的相位关系基于第二反电动势610-2，并且可以使用图5中所示的示波器来测量。位置传感器616(例如，霍尔效应传感器)被配置为当用户在第二预定方向上手动旋转电机时产生霍尔电压信号。比较图6的部分A和B，当电机在第二预定方向上旋转时，相位A-B与霍尔电压信号之间的关系是180°异相的，如部分B所示。因此，电机控制器可以被配置为基于相位A-B与由位置传感器生成的电压信号之间的关系(相位差)来确定用户输入旋转的方向(顺时针或逆时针)。
图7类似于图6，但图7示出了所有三个相(A、B和C)与多个位置传感器之间的关系。在图7的部分A中，用户706可以向电机704提供第一用户输入旋转708-1。第一用户输入旋转可以包括用户在第一预定方向上手动旋转电机，这导致电机产生第一反电动势710-1。部分A中的相位关系基于第一反电动势，并且可以通过一个或多个示波器来测量。例如，第一示波器可以放置在A相和B相之间，第二示波器可以放置在B相和C相之间，第三示波器可以放置在C相和A相之间。当电机被反向驱动(由用户手动旋转)时，由电压表检测到的任何两相(A-B、B-C或C-A)之间的电压将在每台示波器上随时间显示为近似正弦曲线。例如，第一正弦波形可以表示电机相A和B之间的相位差/关系，第二正弦波形可以表示电机相B和C之间的相位差/关系，并且第三正弦波形可以表示电机相C和A之间的相位差/关系。多个位置传感器(例如，霍尔效应传感器)716-1、716-2和716-3被配置为当电机由用户在第一预定方向上手动旋转时产生相移了120°的霍尔电压信号。
在图7的部分B中，用户可以向电机提供第二用户输入旋转708-2。第二用户输入旋转可以包括用户在第二预定方向上手动旋转电机，这导致电机产生第二反电动势710-2。部分A中的相位关系基于第二反电动势，并且可以使用上述示波器来测量。如前所述，第二预定方向可以与第一预定方向相反。例如，在一些实施例中，第一预定方向可以是顺时针方向，并且第二预定方向可以是逆时针方向。或者，第一预定方向可以是逆时针方向，并且第二预定方向可以是顺时针方向。多个位置传感器(例如，霍尔效应传感器)716-1、716-2和716-3被配置为当电机由用户在第二预定方向上手动旋转时产生相移了120°的霍尔电压信号。
比较图7的部分A和B，当电机在第二预定方向上旋转时，相位A-B与第一霍尔电压信号(由位置传感器716-1测量)之间的关系是180°异相的。类似地，相B-C与第二霍尔电压信号(由位置传感器716-2测量)之间的关系是180°异相的。类似地，相C-A与第三霍尔电压信号(由位置传感器716-3测量)之间的关系也是180°异相的。因此，电机控制器可以被配置为基于不同相(A-B、B-C或C-A)与通过多个位置传感器产生的相应电压信号之间的关系(相位差)来确定用户输入旋转的方向(顺时针或逆时针)。
图7中的曲线图也可以用来确定用户的电机旋转度数。例如，来自第一位置传感器和第二位置传感器(和/或第三位置传感器)的信号输出可以用于直接解码转子位置。在一些实施例中，每个位置传感器(例如霍尔效应传感器)可以每当旋转60电度数时改变一次其状态。电角度是位置传感器中感应的电动势(EMF)的度数或循环。因此，需要六个步骤(60电度数×6)来完成1个电循环。但是，一个电循环可能不对应于转子的一个完整机械旋转。为了完成一个机械旋转而要重复的电循环的数量取决于转子极对的数量。对于每个转子极对，完成一个电循环。电循环/旋转的数量等于转子极对的数量。
例如，在仅具有一对极(北和南转子极)的无刷电机中，360°的电循环对应于360°的机械旋转，并且以机械度数测量的角具有相同的电度数值。但是，在具有两个以上极的无刷电机中，每转一圈每对极产生一个电循环。例如，一个八极无刷电机(具有四对转子极)每转一圈在每个电枢线圈中产生四个循环的电压。因此，对于八极无刷电机，每个机械度数等于四个电度数。电角度/度数与机械角度/度数之间的关系如下：
给定角度中的电度数的数量＝p/2*该角度中的机械度数的数量，
其中p是转子或定子的磁极的数量。
当电机有两个以上的转子极时，单个正弦波形(仅使用一个霍尔传感器)可能不足以提供关于电机旋转角度的信息，因为磁通反转可能发生在任何转子极之间的任何方向上。为了确定具有多于两个转子极(例如，8个转子极)的无刷电机的旋转角度，可以使用多个位置传感器(例如霍尔效应传感器)，例如如图7所示。在一些实施例中，第一传感器716-1可以位于转子壳体的第一位置下方，第二传感器716-2可以位于转子壳体的第二位置下方，并且第三传感器716-3可以位于转子壳体的第三位置下方，使得三个位置传感器彼此异相。第一、第二和第三位置之间的距离和/或角度可以是预定的(或已知的)。作为例子，第一和第二位置传感器可以间隔m机械度数，以及间隔φ电度数。φ可以是不等于π.n的任何角度，其中n是整数(0，1，2……)。要注意的是，如果第一和第二位置传感器间隔π.n，则来自这两个传感器的信号将是同相的，这不允许确定旋转角度。上述原理也适用于第二和第三位置传感器之间的间隔以及第三和第一位置传感器之间的间隔。
回头参考图3，在电机未通电的情况下产生反电动势。具体而言，当用户手动旋转电机以使用电机控制器选择电机控制参数时，电机断电。
在一些其他实施例中，可以在电机通电的情况下产生反电动势，如参照图8所述。参考图8的部分A，电机控制器802可以可操作地耦接到电机804。电机可以通过从电机控制器提供的电流进行通电。电流可以对应于参考电流I.参考电流I可以是从电机控制器提供的恒定电流。电流可以从电源813获得。电机控制器可以可操作地耦接到电源，并且电机可以经由电机控制器电连接到电源。在一些实施例中，电源可以与电机控制器位于相同的位置，或者构成电机控制器的一部分。在其他实施例中，电源可以与电机控制器分开设置，并且位于远离电机控制器的位置。在一些实施例中，电机控制器和电源都可以在可移动物体上。或者，电机控制器可以在可移动物体上，而电源可以位于远离可移动物体的位置。
电源可以包括电池。电池可以与可移动物体集成。备选地或附加地，电池可以是与可移动物体可拆卸地耦接的可更换部件。电池可以包括锂电池或锂离子电池。在一些实施例中，电池可以包括电池组件(或电池组)，并且还可以包括多个电池单元。尽管在此描述了电池或电池组件，但应理解的是，诸如超级电容器之类的任何替代电源或存储能量的介质可同样适用于本公开。在一些情况下，电池可以进一步包括电力控制器。电力控制器在某些实例中可以是位于电池上的微控制器，例如，作为智能电池系统的一部分。在一些情况下，可以借助于电力控制器来感测关于电池的参数(例如，电压、电压降、电流、温度、剩余容量)。或者，可以使用单独的感测装置(例如电压表、万用表、电池电平检测器等)来估计电池参数。
参考图8的部分A，当将参考电流I提供给电机时，电机不被配置为进行主动(或自由)旋转。例如，当将参考电流I提供给电机时，电机可以处于“锁定”状态。参考电流I可以被配置为在电机中产生转矩以实现电机的“锁定”状态。当所述电机处于锁定状态时，所述电机可能只能通过外力旋转。所述外力可以通过用户手动旋转所述电机来提供。当电机处于“锁定”状态时，当用户尝试手动旋转电机时，用户可能会感到一定量的阻力。
参考图8的部分B，当电机由参考电流I通电时，用户806可以向电机提供用户输入旋转808。用户输入旋转可以包括用户以不同的速度、不同的圈数手动旋转电机和/或将电机手动旋转到不同的转子位置。如前所述，用户输入旋转808可以使电机产生反电动势810。当用户手动旋转电机时，电信号可以从电机的相端传输到电机控制器的端口。电信号可以表示提供给电机的参考电流的变化(ΔI)。参考电流的变化(ΔI)可以由通过用户输入旋转产生的反电动势引起，并且可以与电机的(i)旋转度数和/或(ii)圈数相关联。转子的旋转角度可以根据参考电流的相位变化来确定。如前所述，电机控制器可以被配置为基于电信号从多个电机控制参数中选择电机控制参数。电机控制器还可以被配置为基于所选电机控制参数812来控制电机的操作，如从电机控制器到电机的虚线所示。
在图8的例子中，电机804可以是三相无刷电机。三个相A、B和C中的每一个可以具有上部开关和下部开关。开关可以包括诸如MOSFET等晶体管。上部开关可以是高端MOSFET，下部开关可以是低端MOSFET。例如，A+可以表示A相高端MOSFET闭合(ON)，A-可以表示A相低端MOSFET闭合(ON)，B+可以表示B相高端MOSFET闭合(ON)，B-可以表示B相低端MOSFET闭合(ON)，C+可以表示C相高端MOSFET闭合(ON)，C-可以表示C相低端MOSFET闭合(ON)。
参考电流I可以是从电机控制器提供给电机的恒定电流。电机控制器可以被配置为打开不同的开关，并且通过开关向电机供电。例如，电机控制器可以被配置为将三相中的任何两相的上部开关以及剩余的一相的下部开关设置为ON状态(例如，A+/B+/C-)。或者，电机控制器可以被配置为将三相中的任何两相的下部开关以及剩余的一相的上部开关设置为ON状态(例如，A+/B-/C-)。
电机控制器可以被配置为检测电机的三相中的电流。在没有用户输入旋转的情况下，三相中的各个电流具有稳定的幅度。例如，当B相和C相的下部开关以及A相的上部开关被设置为ON，并且用户没有旋转电机时，多个相中的电流之间的关系可以如下给出：
Ia＝-Ib/2＝-Ic/2
当用户手动旋转电机时，将由电机产生反电动势810。反电动势会导致电流幅度的变化，如电机电压公式所示：
Figure BDA0001827108770000311
Es＝Kω
其中V是电机电压，I是流过电机的电流，Rs是电机的内部电阻，Ls是电机的电感，Es是电机的反电动势，K是电机的反电动势常数，ω是电机的用户输入旋转速度。
当对三相电机提供了参考电流I(恒定电流)时，电机中产生锁定力。锁定力可以使电机的定子处于与定子的电流“电周期”相对应的角度。当用户手动旋转电机以从一个电周期改变到另一个电周期时，用户可以感觉到他/她的手中的锁定力。当用户输入旋转应用于电机时，参考电流I可以发生改变。假设电机中设置了p对极，如果用户将电机旋转360°(即p个电周期)，则用户可以感受到p个“步长”。可操作地耦接到电机的电机控制器可以被配置为检测参考电流的变化(ΔI)，并确定用户旋转电机的“步长”数。
在一些实施例中，不同的电机控制参数可以与参考电流的不同变化(不同的ΔI)以及用户输入旋转中的相应数量的“步长”相关联。例如，第一电机控制参数可以与对应于N1个“步长”的ΔI1相关联。类似地，第二电机控制参数可以与对应于N2个“步长”的ΔI2相关联。第一和第二控制参数是不同的。类似地，ΔI1和ΔI2，以及N1和N2也是不同的。因此，电机控制器可以被配置为基于电机的用户输入旋转中的“步长”的数量来选择不同的控制参数。
在图3至图8的示例中，用户通过用手手动转动电机转子来提供用户输入旋转。在一些情况下，用户输入旋转可以由用户使用工具手动地转动电机转子来提供。例如，如图9所示，用户906可以使用工具930来手动旋转电机904的转子。在一些实施例中，工具可以包括臂932、手柄936和耦接端934。耦接端可以位于臂的远端。耦接端可以构造成可拆卸地耦接到电机转子。在一些实施例中，耦接端可以包括构造成接纳电机转子的插座。转子可以使用锁定机构(未示出)在插座中锁定就位。锁定机构可以包括例如螺栓或弹性元件(弹簧)。转子可以锁定就位，以便当用户旋转工具时转子随着工具转动。工具可以通过力矩臂提供更大的转动力，从而使用户更容易旋转电机。用户输入旋转908可以使电机产生被传输到电机控制器902的反电动势910。如前所述，电机控制器可以被配置为基于表示反电动势的电信号从多个电机控制参数中选择电机控制参数。
在一些实施例中，用户可能想知道电机已经完成多少圈转动。图10示出了根据一些实施例的允许用户以校准方式转动电机的仪表。仪表1018可以包括套筒1019和旋转环1020。旋转环可以位于套筒内，并且通过一个或多个轴承可旋转地耦接到套筒。旋转环可以被配置为在套筒内并相对于套筒在顺时针方向或逆时针方向上旋转。
仪表1018可以可操作地耦接到电机1004。例如，旋转环可以包括用于接纳电机转子1005的通孔。可以使用锁定机构(未示出)将转子在旋转环内锁定就位。锁定机构可以包括例如螺栓或弹性元件(弹簧)。转子可以锁定就位，以便转子能够随着旋转环转动。套筒可以安装到电机上。例如，套筒可以刚性地附接到电机壳体。因此，当用户旋转电机转子时，旋转环可与转子一起转动，同时套筒保持静止。旋转环和套筒之间的相对运动(旋转)与旋转环和套筒上的标记的使用相结合，使用户可以看到电机已经完成了多少圈转动。
如图10的部分A所示，套筒可以包括多个标记。标记可以铭刻在套筒的顶部和/或侧部上。在一些实施例中，标记可以包括位于套筒的不同象限处的第一标记1019-1、第二标记1019-2、第三标记1019-3和第四标记1019-4。旋转环可以包括旋转标记1020-A。在一些情况下，旋转标记可以以箭头的形状提供，但是可以设想任何形状。当仪表首次安装到电机上时，旋转标记可处于参考位置。例如，如部分A所示，旋转标记可以与第一标记对齐。
在部分B中，用户可以在顺时针方向上转动电机1/4圈(90°)。相应地，旋转环相对于套筒在顺时针方向上旋转1/4圈(90°)。当旋转标记与第二标记对准时，用户可以知道已经在顺时针方向上完成了1/4圈转动。类似地，在部分C中，用户可以在顺时针方向上转动电机又一个1/4圈(90°)。当旋转标记与第三标记对齐时，用户可以知道已经在顺时针方向上完成了1/2圈转动。
用户可以在顺时针方向或逆时针方向上旋转电机。如部分D所示，用户可以在逆时针方向上转动电机1/2圈。当旋转标记与第一标记对准时，用户可以知道已经在逆时针方向上完成了1/2圈转动。
因此，用户可以使用图10中的仪表确定电机的圈数。不同的电机控制参数可以与不同的电机的圈数相关联。例如，在一些实施例中，第一电机控制参数可以与顺时针方向上的1/2圈相关联，第二电机控制参数可以与逆时针方向上的1圈相关联，第三电机控制参数可以与顺时针方向上的2圈相关联，等等。用户可以向电机输入不同的圈数，以通过可操作地耦接到电机的电机控制器来选择不同的电机控制参数。例如，当用户在顺时针方向上输入1/2圈时，电机控制器可以被配置为从多个电机控制参数中选择第一电机控制参数。类似地，当用户在顺时针方向上输入2圈时，电机控制器可以被配置为从多个电机控制参数中选择第三电机控制参数。
在一些实施例中，可以提供感觉反馈以在电机控制器从多个电机控制参数中选择电机控制参数时提醒用户。感觉反馈可以包括音频效果、运动效果和/或视觉效果，如下面参照图11和图12所描述的。
图11的实施例可以类似于图3的实施例，除了以下的区别以外。在图11中，电机控制器1102可以被配置为当已经从多个电机控制参数中选择了电机控制参数1112时生成驱动信号1114。如前所述，电机控制参数可基于表示反电动势1110的电信号来选择。当用户1106向电机提供用户输入旋转1108时，电机1104可以产生反电动势。
电机控制器1102可以被配置为将驱动信号1114发送到电机，以驱动电机产生指示信号1116。指示信号可对应于提供给用户的感觉反馈，以提醒用户电机控制参数1112已被选择。
在一些实施例中，指示信号可以包括音频信号。例如，当从多个不同的电机控制参数中选择了电机控制参数时，驱动信号可以驱动电机产生音频信号。音频信号可以呈现用户可听见的音频效果。可以驱动电机发出相同频率或不同频率的声音。音频信号还可以包括电机发出具有任何时间模式的声音。例如，音频信号可以包括具有相同时间间隔或不同时间间隔的预定的声音序列。可以以预定的时间长度产生音频信号。在一些情况下，音频信号可以包括由电机产生的一系列短哔声。当选择了不同的电机控制参数时，电机控制器可以驱动电机产生不同的音频信号。
在一些实施例中，指示信号可以包括电机振动信号。例如，当从多个不同的电机控制参数中选择了电机控制参数时，驱动信号可以驱动电机产生电机振动信号。电机振动信号可以是一种运动效果。用户可以观察和/或感受到电机振动信号的效果。在一些情况下，当用户感觉到电机振动时，电机振动信号可以向用户提供触觉感觉反馈。可以驱动电机以相同频率或不同频率振动。电机振动信号可以包括任何时间模式的电机振动。例如，电机振动信号可以包括相同时间间隔或不同时间间隔的预定的电机振动序列。可以以预定的时间长度产生电机振动信号。当选择了不同的电机控制参数时，电机控制器可以驱动电机产生不同的电机振动信号。
在一些实施例中，指示信号可以包括电机旋转信号。例如，当从多个不同的电机控制参数中选择了电机控制参数时，驱动信号可以驱动电机产生电机旋转信号。电机旋转信号可以是一种运动效果。电机旋转信号可以由用户观察到。可以驱动电机以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。例如，可以驱动电机在顺时针或逆时针方向或其任何组合上旋转180度(1/2圈)、360度(1圈)、720度(2圈)或任何旋转角度。电机旋转信号可以包括任何时间模式的电机旋转。例如，电机旋转信号可以包括相同时间间隔或不同时间间隔的预定的电机旋转序列。可以以预定的时间长度产生电机旋转信号。当选择了不同的电机控制参数时，电机控制器可以驱动电机产生不同的电机旋转信号。
在一些实施例中，可以使用电机外部的一个或多个指示器来提供感觉反馈代替使用电机向用户提供感觉反馈，。图12示出了根据一些实施例，使用指示器来提醒用户电机控制参数已被选择，。图12的实施例可以类似于图11的实施例，除了以下的区别以外。在图12中，电机控制器1202可以被配置为当已经从多个电机控制参数中选择了电机控制参数1212时向一个或多个指示器1216传输驱动信号1214。如前所述，电机控制参数可基于表示反电动势1210的电信号来选择。当用户1206向电机提供用户输入旋转1208时，电机1204可以产生反电动势。
电机控制器1202可以被配置为将驱动信号发送到指示器1216，以驱动指示器产生指示信号1218。指示信号可对应于提供给用户的感觉反馈，以提醒用户电机控制参数1212已被选择。
指示器1216可以包括发光元件和/或声学元件。发光元件可以包括LED、白炽灯、激光器或任何类型的光源。声学元件可以包括被配置为发出相同频率或不同频率的声音的扬声器。一个或多个指示器可以位于包括电机控制器和电机在内的可移动物体上。备选地，一个或多个指示器可以位于远离可移动物体、电机控制器和/或电机的位置处。
在一些实施例中，指示信号可以包括视觉信号。例如，当从多个不同的电机控制参数中选择了电机控制参数时，驱动信号可以驱动发光元件产生视觉信号。视觉信号可通过肉眼在视觉上辨别。视觉信号可以对远离可移动物体、电机控制器和/或电机的用户是可见的。在一些实施例中，可以驱动发光元件发出相同颜色(特定波长)或不同颜色(不同波长的光的组合)的光。视觉信号可以包括具有任何时间模式的发光。例如，视觉信号可以包括具有相同时间间隔或不同时间间隔的预定的闪光序列。在一些情况下，发光元件可以被配置为朝向用户发光或朝向预定目标发光。可以以预定的时间长度产生视觉信号。在一些情况下，视觉信号可以包括由发光元件产生的一系列短闪光。当选择不同的电机控制参数时，电机控制器可以驱动发光元件产生不同的视觉信号。
在一些实施例中，视觉信号可以包括以任何空间图案发射的光。例如，图案可以包括激光点或激光点阵列。激光器可以调制数据。在一些情况下，图案可以显示图像、符号或可以是彩色图案的任何组合。每种图案可以在视觉上与其他图案区分开。
在一些实施例中，指示信号可以包括音频信号。例如，当从多个不同的电机控制参数中选择了电机控制参数时，驱动信号可以驱动声学元件产生音频信号。音频信号可以被用户听到。在某些情况下，音频信号对于远离可移动物体、电机控制器和/或电机的用户是可听见的。声学元件可以包括可以被驱动以发出相同频率或不同频率的声音的扬声器。音频信号可以包括具有任何时间模式的发声。例如，音频信号可以包括具有相同时间间隔或不同时间间隔的预定的声音序列。在一些实施例中，可以驱动扬声器以全向方式发出音频信号。或者，可以驱动扬声器主要在单个方向、两个方向或任何数量的多个方向上发出音频信号。在一些情况下，可以驱动扬声器发出指向用户或预定目标的音频信号。
音频信号可以高于由可移动物体产生的背景噪声。例如，由声学元件产生的音频信号的幅度可以实质上大于背景噪声的幅度。背景噪声可以包括来自载体、电机、相机或可移动物体的任何其他噪声产生部件的声音。可以以预定的时间长度产生音频信号。在一些情况下，音频信号可以包括由声学元件产生的一系列短哔声。当选择了不同的电机控制参数时，电机控制器可以驱动声学元件产生不同的音频信号。
在一些情况下，如果由电机的用户输入旋转产生的电信号未能匹配与多个电机控制参数相关联的任何预定义电信号，则电机控制器无法从多个电机控制参数中选择电机控制参数。当用户未能按预定义顺序旋转电机时会发生这种情况。例如，用户可能漏掉电机的一圈、在错误的方向上旋转电机、以不正确的速度旋转电机、和/或将电机旋转到不正确的位置。相应地，可以生成不同的指示信号以提醒用户电机控制参数是被成功选择还是未被成功选择。例如，在一些实施例中，电机控制器可以被配置成当电机控制参数被成功选择时产生用于驱动电机(或多个指示器)产生第一指示信号的第一驱动信号。相反，电机控制器可以被配置成当电机控制参数未被成功选择时产生用于驱动电机(或多个指示器)产生第二指示信号的第二驱动信号。第一指示信号可以不同于第二指示信号。第一指示信号用于提醒用户电机控制参数已被成功选择。相反，第二指示信号用于提醒用户电机控制参数未被成功选择。第一指示信号和第二指示信号可以从由以下项组成的组中选择：(1)音频信号，(2)视觉信号，(3)振动信号和(4)电机旋转信号。作为示例，在一些实施例中，当电机控制参数被成功选择时，电机控制器可以驱动电机旋转1整圈(360°)。相反，当电机控制参数未被成功选择时，电机控制器可以驱动电机来回旋转以指示故障。
下表显示了以下项的示例：(1)对电机的不同用户输入，(2)要选择/设置的相应电机控制参数，以及(3)用于提醒用户电机控制参数已成功选择或者尚未成功选择的感觉反馈。感觉反馈可以包括例如本文其他地方所述的由电机产生的音频信号。
Figure BDA0001827108770000371
Figure BDA0001827108770000381
图13示出了根据一些实施例的用于基于所选电机控制参数来控制推进系统的系统。在图13中，电机控制器1302可能已经根据本文其他地方所述的任何实施例选择了电机控制参数。例如，可以基于表示反电动势的电信号从多个电机控制参数中选择电机控制参数。当电机断电时或者当向电机提供恒定参考电流时，可以通过对电机1304的用户输入旋转来产生反电动势。
在一些替代实施例中，可以通过对不同于电机1304的另一电机的用户输入旋转来产生反电动势。例如，可以使用另一个不同的电机来对电机控制器进行编程(即，选择和/或调整电机控制参数)。在选择和/或调整了电机控制参数之后，电机控制器可以被配置为对电机1304进行控制。换句话说，一个电机可以用于编程，并且另一个电机可以用于产生实际的推进力。
在一些情况下，在选择了电机控制参数之后，用户可以将一个或多个螺旋桨叶片1314组装到电机上以形成推进系统。推进系统可以设置在可移动物体上，并且可以由电机控制器控制以产生提升力，从而实现可移动物体的运动(例如，飞行)。
推进系统可以由可移动物体上的电源1306供电。电机控制器可以可操作地耦接到电源，并且被配置为调节从电源提供到推进系统的电力1308。电机控制器可以被配置为将电机控制信号1310传输到电机。电机控制信号可以基于已经选择的电机控制参数，并且可以包括用于调节对电机的电力的指令。电机控制器可以被配置成基于所选电机控制参数控制电机以输出推进力。在一些实施例中，可移动物体可以是无人机(UAV)，并且推进系统可以位于UAV上。电机可配置为输出推进力以为UAV的飞行提供动力。电机控制器可以是例如UAV上的电子速度控制(ESC)模块。
电机控制器可以配置为基于一个或多个不同的电机控制参数来控制电机。如前所述，不同的电机控制参数可以包括用于控制以下项的指令：当电机被操作以输出推进力时电机的(i)旋转方向，(ii)旋转定时，(iii)加速度，(iv)减速度，(v)正常相位变化定时，(vi)高级相位变化定时，和/或(vii)自动减速。旋转方向可以包括电机的顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。旋转定时、加速度和减速度可以分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。在一些实例中，操作模式可以包括正常模式和高级模式。与正常模式相比，高级模式可以提供更高的加速力、更高的减速力(制动力)和/或更快的旋转定时。
通过本文其他地方描述的本发明的各种实施例，当用户在外场或现场时用户能够选择和/或调整一个或多个电机控制参数，而不需要使用计算设备或专用电机控制器编程卡。这可以增强用户的移动性，以及包括电机和电机控制器在内的可移动物体的便携性。另外，由于用户可以容易地选择不同的电机控制参数并且经由电机控制器基于不同的所选电机控制参数来操作可移动物体，所以可以改善可移动物体的通用性和利用率。
图14示出了根据实施例的包括载体1402和搭载物1404的可移动物体1400。虽然可移动物体1400被描绘为飞机，但是该描述并不旨在限制，并且可以使用任何合适类型的可移动物体，如本文前面所述。本领域技术人员将理解，本文在飞机系统的上下文中描述的任何实施例可以应用于任何合适的可移动物体(例如，UAV)。在某些实例中，搭载物1404可以设置在可移动物体1400上，而不需要载体1402。可移动物体1400可以包括推进机构1406、感测系统1408和通信系统1410。
如前所述，推进机构1406可以包括旋翼、螺旋桨、叶片、发动机、电机、轮子、轴、磁体或喷嘴中的一个或多个。例如，如本文别处所述，推进机构1406可以是自紧式旋翼、旋翼组件或其它旋转推进单元。可移动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、或四个或更多个推进机构。推进机构都可以是相同类型的。备选地，一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。推进机构1406可以使用诸如本文别处所述的支撑元件(例如，驱动轴)的任何合适的方式安装在可移动物体1400上。推进机构1406可以安装在可移动物体1400的任何合适的部分上，诸如顶部、底部、前部、后部、侧面或其合适的组合。
在一些实施例中，推进机构1406可以使可移动物体1400能够垂直地从表面起飞或垂直地降落在表面上，而不需要可移动物体1400的任何水平移动(例如，无需沿着跑道行进)。可选地，推进机构1406可以可操作地允许可移动物体1400以特定位置和/或朝向悬停在空气中。推进机构1400中的一个或多个可以独立于其它推进机构受到控制。备选地，推进机构1400可以被配置为同时受到控制。例如，可移动物体1400可以具有多个水平朝向的旋翼，其可以向可移动物体提供升力和/或推力。可以驱动多个水平朝向的旋翼以向可移动物体1400提供垂直起飞、垂直着陆和悬停能力。在一些实施例中，水平朝向旋翼中的一个或多个可沿顺时针方向旋转，而水平旋翼中的一个或多个可沿逆时针方向旋转。例如，顺时针旋翼的数量可以等于逆时针旋翼的数量。为了控制由每个旋翼产生的升力和/或推力，从而调整可移动物体1400(例如，相对于最多三个平移度和三个旋转度)的空间布置、速度和/或加速度，可以独立地改变每个水平朝向的旋翼的转速。
感测系统1008可以包括可感测可移动物体1400(例如，相对于高达三个平移度和高达三个旋转度)的空间布置、速度和/或加速度的一个或多个传感器。一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、近距离传感器或图像传感器。感测系统1408提供的感测数据可用于(例如，使用合适的处理单元和/或控制模块，如下所述)控制可移动物体1400的空间布置、速度和/或朝向。备选地，感测系统1408可用于提供关于可移动物体周围的环境的数据，例如天气条件、接近潜在障碍物、地理特征的位置、人造结构的位置等。
通信系统1410能够经由无线信号1416与具有通信系统1414的终端1412进行通信。通信系统1410、1414可以包括适合于无线通信的任意数量的发射机、接收机和/或收发机。所述通信可以是单向通信，使得数据只能在一个方向上传输。例如，单向通信可以仅涉及可移动物体1400向终端1412发送数据，反之亦然。可以从通信系统1410的一个或多个发射机向通信系统1412的一个或多个接收机发送数据，或者反之亦然。备选地，所述通信可以是双向通信，使得可以在可移动物体1400和终端1412之间的两个方向上发送数据。双向通信可以涉及从通信系统1010的一个或多个发射机向通信系统1414的一个或多个接收机发送数据，并且反之亦然。
在一些实施例中，终端1412可以向可移动物体1400、载体1402和搭载物1404中的一个或更多个提供控制数据，并且从可移动物体1400、载体1402和搭载物1404中的一个或更多个接收信息(例如，可移动物体、载体或搭载物的位置和/或运动信息；由搭载物感测的数据，例如由搭载物相机捕获的图像数据)。在某些实例中，来自终端的控制数据可以包括用于可移动物体、载体和/或搭载物的相对位置、移动、驱动或控制的指令。例如，控制数据(例如，通过推进机构1406的控制)可以导致可移动物体的位置和/或朝向的修改，或(例如，通过载体1402的控制)导致搭载物相对于可移动物体的移动。来自终端的控制数据可以导致对搭载物的控制，诸如对相机或其他图像捕获设备的操作的控制(例如，拍摄静止或移动的图片、放大或缩小、打开或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变焦点、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。在某些实例中，来自可移动物体、载体和/或搭载物的通信可以包括来自(例如，感测系统1408或搭载物1404的)一个或多个传感器的信息。通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如，GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、近距离传感器或图像传感器)的感测信息。这样的信息可以涉及可移动物体、载体和/或搭载物的定位(例如位置，朝向)、移动或加速度。来自搭载物的这种信息可以包括由搭载物捕获的数据或搭载物的感测状态。由终端1412发送提供的控制数据可以被配置为控制可移动物体1400、载体1402或搭载物1404中的一个或多个的状态。备选地或组合地，载体1402和搭载物1404也可以各自包括被配置为与终端1412进行通信的通信模块，使得该终端可以独立地与可移动物体1400、载体1402和搭载物1404中的每一个进行通信并对其进行控制。
在一些实施例中，可移动物体1400可被配置为与除了终端1412之外的或者代替终端1412的另一远程装置通信。终端1412还可以被配置为与另一远程装置以及可移动物体1400进行通信。例如，可移动物体1400和/或终端1412可以与另一可移动物体或另一可移动物体的载体或搭载物通信。当需要时，远程装置可以是第二终端或其他计算装置(例如，计算机、膝上型电脑、平板电脑、智能电话或其他移动装置)。远程装置可以被配置为向可移动物体1400发送数据、从可移动物体1400接收数据、向终端1412发送数据和/或从终端1412接收数据。可选地，远程装置可以与因特网或其他电信网络连接，使得从可移动物体1400和/或终端1412接收的数据可以上传到网站或服务器。
在一些实施例中，可以根据实施例提供用于控制可移动物体的系统。该系统可以与本文公开的系统、装置和方法的任何合适的实施例结合使用。该系统可以包括感测模块、处理单元、非暂时性计算机可读介质、控制模块和通信模块。
感测模块可以利用不同类型的传感器，所述传感器以不同方式收集与可移动物体有关的信息。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或来自不同源的信号。例如，传感器可以包括惯性传感器、GPS传感器、近距离传感器(例如，激光雷达)或视觉/图像传感器(例如，相机)。感测模块可以可操作地耦接到具有多个处理器的处理单元。在一些实施例中，感测模块可操作地耦接到被配置为将感测数据直接传输到合适的外部设备或系统的传输模块(例如，Wi-Fi图像传输模块)。例如，传输模块可以用于将由感测模块的相机捕获的图像传送到远程终端。
处理单元可以具有一个或多个处理器，诸如，可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))。处理单元可以可操作地耦接到非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可以存储可由处理单元执行用以执行一个或多个步骤的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储器单元(例如，可移动介质或外部存储器，诸如SD卡，或随机存取存储器(RAM))。在一些实施例中，来自感测模块的数据可以被直接传送到非暂时性计算机可读介质的存储器单元中并存储在其中。非暂时性计算机可读介质的存储器单元可以存储可由处理单元执行的逻辑、代码和/或程序指令，以执行本文描述的方法的任何合适的实施例。例如，处理单元可以被配置为执行使处理单元的一个或多个处理器分析由感测模块产生的感测数据的指令。存储单元可以存储来自感测模块的感测数据，以由处理单元进行处理。在一些实施例中，非暂时性计算机可读介质的存储器单元可以用于存储由处理单元产生的处理结果。
在一些实施例中，处理单元可以可操作地耦接到被配置为控制可移动物体的状态的控制模块。例如，控制模块可以被配置为相对于六个自由度控制可移动物体的推进机构，以调节可移动物体的空间部署、速度和/或加速度。备选地或组合地，控制模块可以控制载体、搭载物或感测模块的状态中的一个或多个。
处理单元可以可操作地耦接到被配置为向一个或多个外部设备(例如，终端、显示设备或其他遥控器)发送和/或从其接收数据的通信模块。可以使用任何合适的通信方式，例如有线通信或无线通信。例如，通信模块可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信等中的一个或多个。可选地，可以使用中继站，例如塔、卫星或移动站。无线通信可以是接近度相关的或接近度不相关的。在一些实施例中，通信可能需要或可能不需要视距。通信模块可以发送和/或接收以下项中的一个或多个：来自感测模块的感测数据、由处理单元产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等。
可以以任何合适的配置布置系统的组件。例如，系统的一个或多个部件可以位于可移动物体、载体、搭载物、终端、感测系统或与上述设备中的一个或多个通信的附加外部装置上。在一些实施例中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同的位置，例如，在可移动物体、载体、搭载物、终端、感测模块、与上述设备中的一个或多个通信的附加外部装置，或其合适组合上，使得由该系统执行的处理和/或存储功能的任何合适方面可以发生在上述位置的一个或多个位置处。
本文所用的A和/或B包括A或B中的一个或多个以及它们的组合(例如，A和B)。将理解，虽然本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各元件、组件、区域和/或部，但是这些元件、组件、区域和/或部不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域或部与另一元件、组件、区域或部加以区分。因此，在不脱离本发明的教义的前提下，以下提到的第一元件、组件、区域或部也可以称作第二元件、组件、区域或部。
本文中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例的目的，而不是意在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意图还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。还应该理解的是当在本发明中使用时，术语“包括”和/或“包括了”、或“包含”和/或“包含了”指定了存在所声明的特征、区域、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但是不排除存在或另外还有一个或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合。
此外，在本文中可以使用诸如“下”或“底”和“上”或“顶”的相对术语来描述一个元件与图示其它元件的关系。应当理解，除了附图中所示的朝向之外，相对术语旨在包括元件的不同朝向。例如，如果一幅图中的元件翻转，则被描述为位于其它元件的“下”侧的元件将定向在其它元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包含“下”和“上”的朝向，这取决于图的特定朝向。类似地，如果一幅图中的元件翻转，则被描述为位于其它元件的“下方”或“下侧”的元件将定向在其它元件的“上方”。因此，“下方”或“下方”的示例性术语可以包括上下朝向。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员将会想到许多变化、改变和备选方式。应当理解，在实施本发明时可以采用本文所述的本发明的实施例的各种备选方案。本文描述的实施例的许多不同组合是可能的，并且这样的组合被认为是本公开的一部分。此外，结合本文任何一个实施例讨论的所有特征可以容易地适用于本文的其它实施例。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并且这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构由此被涵盖。

Claims (166)

1.一种用于操作电机控制器的方法，包括：
经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；以及
基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机；
其中，所述电信号表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势，所述用户输入包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反电动势在所述电机未通电的情况下产生。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述反电动势在所述电机通电的情况下产生。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电机通过所述电机控制器提供的电流得到供电。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电信号在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述电机控制器的所述端口。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述电信号包括具有幅度、频率和相位差的多个信号波形。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个信号波形在所述电机的多个相端处产生，并且从所述多个相端输出到所述电机控制器的所述端口。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个信号波形表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个信号波形的所述幅度和所述频率表示当所述电机被手动旋转时所述电机的旋转速度。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述相位差表示当所述电机被手动旋转时所述电机的旋转方向。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述相位差表示所述电机的旋转角度。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括：当所述电机被手动旋转时检测所述多个信号波形的变化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个信号波形的所述变化包括所述多个信号波形的：（i）所述幅度的变化，（ii）所述频率的变化，和/或（iii）所述相位差的变化。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述电信号表示提供给所述电机的参考电流的变化。
15.根据权利要求14所述的方法，其中当所述参考电流被提供给所述电机时，所述电机不被配置为主动旋转。
16.根据权利要求15所述的方法，其中当所述参考电流被提供给所述电机时，所述电机处于锁定状态。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述参考电流被配置为在所述电机中产生转矩以实现所述电机的锁定状态。
18.根据权利要求16所述的方法，其中当所述电机处于所述锁定状态时，所述电机仅能够通过外力旋转。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述外力由所述电机的用户手动旋转提供。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述参考电流是从所述电机控制器提供的恒定电流。
21.根据权利要求14所述的方法，其中所述参考电流的变化由通过对所述电机的用户输入产生的反电动势引起。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述参考电流的变化与所述电机的（i）旋转度数和/或（ii）旋转圈数相关联。
23.根据权利要求21所述的方法，其中转子的旋转角度根据所述参考电流的相位变化来确定。
24.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数包括用于控制电机的以下项的指令：（i）旋转方向，（ii）旋转定时，（iii）加速度，（iv）减速度，（v）正常相位变化定时，（vi）高级相位变化定时，和/或（vii）自动减速。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所选电机控制参数包括用于控制（i）-（vii）中的任何一项的指令。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述旋转方向包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。
27.根据权利要求24所述的方法，其中所述旋转定时、加速度和减速度分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述一个或多个操作模式包括正常模式和高级模式。
29.根据权利要求28所述的方法，其中与所述正常模式相比，所述高级模式提供更高的加速力、更高的减速力即制动力、和/或更快的旋转定时。
30.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述多个不同的用户输入包括用户（1）在不同方向上和/或（2）以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。
32.根据权利要求30所述的方法，其中使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述第一用户输入和所述第二用户输入不同，并且其中，所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数不同。
34.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的预定义电信号相关联。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述多个不同的预定义电信号与对所述电机的多个预定义用户输入相关联。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述多个预定义用户输入包括所述电机的：（i）旋转速度，（ii）旋转方向，（iii）旋转顺序，（iv）旋转圈数，和/或（v）旋转位置。
37.根据权利要求35所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数和所述多个预定义用户输入在查找表中提供。
38.根据权利要求34所述的方法，还包括：（1）将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及（2）当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
39.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述电机控制参数还包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。
40.根据权利要求38所述的方法，还包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。
41.根据权利要求40所述的方法，其中将所选电机控制参数调整为所述期望值包括基于以下项来计算所述期望值：（i）所选电机控制参数的最大值，（ii）所述电机的最大输出值，和（iii）所述电机的当前输出值。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述电机的所述最大输出值和所述当前输出值与所述电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。
43.根据权利要求41所述的方法，其中从所述电信号获得所述电机的所述当前输出值。
44.根据权利要求41所述的方法，其中所选电机控制参数的所述期望值与所述最大值之比和所述电机的所述当前输出值与所述最大输出值之比成比例。
45.根据权利要求1所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述音频信号是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。
47.根据权利要求45所述的方法，其中所述音频信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
48.根据权利要求1所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器产生视觉信号的驱动信号。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述一组视觉指示器包括多个照明元件。
50.根据权利要求48所述的方法，其中所述视觉信号是以预定频率和/或预定时间长度产生的。
51.根据权利要求48所述的方法，其中所述视觉信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定义闪光序列。
52.根据权利要求1所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。
53.根据权利要求52所述的方法，其中所述振动信号表示所述电机控制参数被成功选择。
54.根据权利要求52所述的方法，其中所述电机被配置为以预定频率和/或预定时间长度进行振动。
55.根据权利要求52所述的方法，其中所述电机被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列振动。
56.根据权利要求1所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述旋转信号表示所述电机控制参数被成功选择。
58.根据权利要求56所述的方法，其中所述电机被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。
59.根据权利要求56所述的方法，其中所述电机被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义序列旋转。
60.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述电机控制参数被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第一指示信号的第一驱动信号。
61.根据权利要求60所述的方法，还包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述第一指示信号不同于所述第二指示信号。
63.根据权利要求62所述的方法，其中所述第一指示信号和所述第二指示信号从包括以下项的组中选择：（1）音频信号，（2）视觉信号，（3）振动信号和（4）电机旋转信号。
64.一种用于控制电机的系统，所述系统包括：
电机控制器，包括一个或多个处理器，其单独或共同地被配置为：
经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；以及
基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机；
其中，所述电信号表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势，所述用户输入包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。
65.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被执行时使一个或多个处理器执行用于操作电机控制器的方法，所述方法包括：
经由所述电机控制器上的端口获得电信号，其中所述端口被配置为电连接到电机；以及
基于所述电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数，其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数来控制所述电机；
其中，所述电信号表示由对所述电机的用户输入产生的反电动势，所述用户输入包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。
66.一种用于控制电机的方法，包括：
操作所述电机以产生电信号；以及
将所述电信号从所述电机输出到一个或多个处理器，其中所述电信号被配置为被所述一个或多个处理器作为用来从多个不同的电机控制参数中选择电机控制参数的输入使用，基于所选电机控制参数来控制所述电机；
其中，所述电信号表示由所述电机的所述操作产生的反电动势，操作所述电机以产生所述电信号包括手动旋转所述电机。
67.根据权利要求66所述的方法，其中操作所述电机以产生所述电信号包括在所述电机未通电的情况下手动旋转所述电机。
68.根据权利要求66所述的方法，其中操作所述电机以产生所述电信号包括在所述电机通电的情况下手动旋转所述电机。
69.根据权利要求68所述的方法，其中所述电机通过经由所述一个或多个处理器提供的电流供电。
70.根据权利要求66所述的方法，其中所述电信号在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述一个或多个处理器。
71.根据权利要求66所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的控制所述电机的方式相关联。
72.根据权利要求66所述的方法，其中所述电机被配置为以如下方式进行手动旋转：（i）在不同的方向上，（ii）以不同的速度，（iii）以不同的旋转序列，（iv）具有不同的圈数，和/或（v）向不同的旋转位置。
73.根据权利要求72所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数中的每一个与基于（i）-（v）中的至少一个来操作所述电机的唯一方式相关联。
74.根据权利要求66所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。
75.根据权利要求74所述的方法，其中所述多个不同的用户输入包括用户（1）在不同方向上和/或（2）以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。
76.根据权利要求74所述的方法，其中使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。
77.根据权利要求76所述的方法，其中所述第一用户输入和所述第二用户输入不同，并且其中，所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数不同。
78.根据权利要求66所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数包括用于控制电机的以下项的指令：（i）旋转方向，（ii）旋转定时，（iii）加速度，和/或（iv）减速度，（v）正常相位变化定时，（vi）高级相位变化定时，和/或（vii）自动减速。
79.根据权利要求78所述的方法，其中所选电机控制参数包括用于控制（i）-（vii）中的任何一项的指令。
80.根据权利要求78所述的方法，其中所述旋转方向包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。
81.根据权利要求78所述的方法，其中所述旋转定时、加速度和减速度分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。
82.根据权利要求81所述的方法，其中所述一个或多个操作模式包括正常模式和高级模式。
83.根据权利要求82所述的方法，其中与所述正常模式相比，所述高级模式提供更高的加速力、更高的减速力即制动力、和/或更快的旋转定时。
84.根据权利要求66所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的预定义电信号相关联。
85.根据权利要求84所述的方法，其中所述多个不同的预定义电信号与对所述电机的多个预定义用户输入相关联。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述多个预定义用户输入包括所述电机的：（i）旋转速度，（ii）旋转方向，（iii）旋转序列，（iv）旋转圈数，和/或（v）旋转位置。
87.根据权利要求85所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数和所述多个预定义用户输入在查找表中提供。
88.根据权利要求84所述的方法，还包括：（1）将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及（2）当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
89.根据权利要求66所述的方法，其中选择所述电机控制参数还包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。
90.根据权利要求89所述的方法，还包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。
91.根据权利要求90所述的方法，其中将所选电机控制参数调整为所述期望值包括基于以下项来计算所述期望值：（i）所选电机控制参数的最大值，（ii）所述电机的最大输出值，和（iii）所述电机的当前输出值。
92.根据权利要求91所述的方法，其中所述电机的所述最大输出值和所述当前输出值与所述电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。
93.根据权利要求91所述的方法，其中从所述电信号获得所述电机的所述当前输出值。
94.根据权利要求91所述的方法，其中所选电机控制参数的所述期望值与所述最大值之比和所述电机的所述当前输出值与所述最大输出值之比成比例。
95.根据权利要求66所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。
96.根据权利要求95所述的方法，其中所述音频信号是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。
97.根据权利要求95所述的方法，其中所述音频信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
98.根据权利要求66所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器产生视觉信号的驱动信号。
99.根据权利要求98所述的方法，其中所述一组视觉指示器包括多个照明元件。
100.根据权利要求98所述的方法，其中所述视觉信号是以预定频率和/或预定时间长度产生的。
101.根据权利要求98所述的方法，其中所述视觉信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定闪光序列。
102.根据权利要求66所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。
103.根据权利要求102所述的方法，其中所述振动信号表示所述电机控制参数被成功选择。
104.根据权利要求102所述的方法，其中所述电机被配置为以预定频率和/或预定时间长度振动。
105.根据权利要求102所述的方法，其中所述电机被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列振动。
106.根据权利要求66所述的方法，还包括：当从所述多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。
107.根据权利要求106所述的方法，其中所述旋转信号表示所述电机控制参数被成功选择。
108.根据权利要求106所述的方法，其中所述电机被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。
109.根据权利要求106所述的方法，其中所述电机被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义序列旋转。
110.根据权利要求66所述的方法，还包括：当所述电机控制参数被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第一指示信号的第一驱动信号。
111.根据权利要求110所述的方法，还包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。
112.根据权利要求111所述的方法，其中所述第一指示信号不同于所述第二指示信号。
113.根据权利要求112所述的方法，其中所述第一指示信号和所述第二指示信号从包括以下项的组中选择：（1）音频信号，（2）视觉信号，（3）振动信号和（4）电机旋转信号。
114.一种推进系统，包括：
电机，被配置为输出推进力；以及
电机控制器，电连接到所述电机，并被配置为基于所选电机控制参数控制所述电机以输出所述推进力，
其中所述电机控制参数是基于当所述电机不输出所述推进力时所述电机的操作来选择的；
其中，当所述电机不输出所述推进力时操作所述电机以产生电信号，所述电信号表示由所述电机的所述操作产生的反电动势，操作所述电机包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。
115.一种用于控制推进系统的方法，所述方法包括：
当电机不输出推进力时操作所述电机，以产生电信号；以及
基于所述电机的所述操作产生的电信号从多个不同的电机控制参数中选择电机控制器的电机控制参数，
其中所述电机控制器被配置为基于所选电机控制参数控制所述电机以输出所述推进力；
其中，所述电信号表示由所述电机的所述操作产生的反电动势，操作所述电机包括手动旋转所述电机以产生所述反电动势。
116.根据权利要求115所述的方法，其中所述推进系统位于无人机上。
117.根据权利要求116所述的方法，其中所述电机被配置为输出所述推进力以向所述无人机的飞行提供动力。
118.根据权利要求116所述的方法，其中所述电机控制器是所述无人机上的电子速度控制器。
119.根据权利要求115所述的方法，其中操作所述电机包括在所述电机未通电的情况下手动旋转所述电机。
120.根据权利要求115所述的方法，其中操作所述电机包括在所述电机通电的情况下手动旋转所述电机。
121.根据权利要求120所述的方法，其中所述电机由恒定电流供电。
122.根据权利要求115所述的方法，其中所述电信号在所述电机的相端处生成，并且从所述相端输出到所述电机控制器的端口。
123.根据权利要求115所述的方法，其中所述电机控制参数是从多个不同的电机控制参数中选择的。
124.根据权利要求123所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的控制所述电机的方式相关联。
125.根据权利要求115所述的方法，其中所述电机被配置为以如下方式进行手动旋转：（i）在不同的方向上，（ii）以不同的速度，（iii）以不同的旋转序列，（iv）具有不同的圈数，和/或（v）向不同的旋转位置。
126.根据权利要求125所述的方法，其中多个不同的电机控制参数中的每一个与基于（i）-（v）中的至少一个来操作所述电机的唯一方式相关联。
127.根据权利要求126所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的用户输入相关联，并且使用多个不同的用户输入进行选择。
128.根据权利要求127所述的方法，其中所述多个不同的用户输入包括用户（1）在不同方向上和/或（2）以不同圈数对所述电机进行的手动旋转。
129.根据权利要求127所述的方法，其中使用第一用户输入来选择第一电机控制参数，并且使用第二用户输入来选择第二电机控制参数。
130.根据权利要求129所述的方法，其中所述第一用户输入和所述第二用户输入不同，并且其中，所述第一电机控制参数和所述第二电机控制参数不同。
131.根据权利要求123所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数包括用于控制电机的以下项的指令：（i）旋转方向，（ii）旋转定时，（iii）加速度，（iv）减速度，（v）正常相位变化定时，（vi）高级相位变化定时，和/或（vii）自动减速。
132.根据权利要求131所述的方法，其中所选电机控制参数包括用于控制（i）-（vii）中的任何一项的指令。
133.根据权利要求131所述的方法，其中所述旋转方向包括顺时针旋转方向或逆时针旋转方向。
134.根据权利要求131所述的方法，其中所述旋转定时、加速度和减速度分别包括与一个或多个操作模式相关联的一个或多个旋转定时、一个或多个加速度设置以及一个或多个减速度设置。
135.根据权利要求134所述的方法，其中所述一个或多个操作模式包括正常模式和高级模式。
136.根据权利要求135所述的方法，其中与所述正常模式相比，所述高级模式提供更高的加速力、更高的减速力即制动力、和/或更快的旋转定时。
137.根据权利要求115或123所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数与多个不同的预定义电信号相关联。
138.根据权利要求137所述的方法，其中所述多个不同的预定义电信号与对所述电机的多个预定义用户输入相关联。
139.根据权利要求138所述的方法，其中所述多个预定义用户输入包括所述电机的：（i）旋转速度，（ii）旋转方向，（iii）旋转序列，（iv）旋转圈数，和/或（v）旋转位置。
140.根据权利要求138所述的方法，其中所述多个不同的电机控制参数和所述多个预定义用户输入在查找表中提供。
141.根据权利要求138所述的方法，还包括：（1）将所述电信号与所述多个不同的预定义电信号进行比较，以及（2）当所述电信号与关联于所选电机控制参数的预定义电信号相匹配时，从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数。
142.根据权利要求115所述的方法，其中选择所述电机控制参数还包括：激活允许调整所述电机控制参数的值的模式。
143.根据权利要求123或142所述的方法，还包括：在从所述多个不同的电机控制参数中选择所述电机控制参数之后，将所选电机控制参数调整为期望值。
144.根据权利要求143所述的方法，其中将所选电机控制参数调整为所述期望值包括基于以下项来计算所述期望值：（i）所选电机控制参数的最大值，（ii）所述电机的最大输出值，和（iii）所述电机的当前输出值。
145.根据权利要求144所述的方法，其中所述电机的所述最大输出值和所述当前输出值与所述电机的速度、加速度、旋转定时和/或转矩相关联。
146.根据权利要求115或144所述的方法，其中从所述电信号获得所述电机的当前输出值。
147.根据权利要求144所述的方法，其中所选电机控制参数的所述期望值与所述最大值之比和所述电机的所述当前输出值与所述最大输出值之比成比例。
148.根据权利要求115或123所述的方法，还包括：当从多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生音频信号的驱动信号。
149.根据权利要求148所述的方法，其中所述音频信号是以预定音频频率和/或预定时间长度产生的。
150.根据权利要求148所述的方法，其中所述音频信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定声音序列。
151.根据权利要求115或123所述的方法，还包括：当从多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动一组视觉指示器产生视觉信号的驱动信号。
152.根据权利要求151所述的方法，其中所述一组视觉指示器包括多个照明元件。
153.根据权利要求151所述的方法，其中所述视觉信号是以预定频率和/或预定时间长度产生的。
154.根据权利要求151所述的方法，其中所述视觉信号包括以相同或不同时间间隔分开的预定闪光序列。
155.根据权利要求115或123所述的方法，还包括：当从多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生振动信号的驱动信号。
156.根据权利要求155所述的方法，其中所述振动信号表示所述电机控制参数被成功选择。
157.根据权利要求155所述的方法，其中所述电机被配置为以预定频率和/或预定时间长度进行振动。
158.根据权利要求155所述的方法，其中所述电机被配置为按照以相同或不同时间间隔分开的预定义振动序列进行振动。
159.根据权利要求115或123所述的方法，还包括：当从多个不同的电机控制参数中选择了所述电机控制参数时，提供用于驱动所述电机产生旋转信号的驱动信号。
160.根据权利要求159所述的方法，其中所述旋转信号表示所述电机控制参数被成功选择。
161.根据权利要求159所述的方法，其中所述电机被配置为以预定圈数、在预定方向上和/或向预定位置旋转。
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164.根据权利要求163所述的方法，还包括：当所述电机控制参数未被成功选择时，提供用于驱动所述电机产生第二指示信号的第二驱动信号。
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