CN113306728A - 电子调速器控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电子调速器控制方法及系统。一种电子调速器控制方法，包括以下步骤：接收控制器输出的油门信号，以对应控制左驱动电机和右驱动电机同步运转；接收控制器输出的转向信号，其中，转向信号中携带有方向值和转向值；基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机的转速小于右驱动电机的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机的转速小于左驱动电机的转速。接收控制器输出的转向信号时，对应控制左驱动电机和右驱动电机之间形成转速差，左螺旋桨与右螺旋桨之间存在转速差，进而在飞行器上产生向左或向右的力矩，配合尾舵，实现缩小飞行器的转向半径，以便于飞行器快速转向。
Description
技术领域
本申请涉及电子调速器控制的领域，尤其是涉及一种电子调速器控制方法及系统。
背景技术
固定翼飞行器，依靠螺旋桨转动产生的推力作为向前飞行的动力，主要的升力来自机翼与空气的相对运动。
参照图1，控制器设有油门摇杆及转向摇杆，飞行器设有驱动电机、螺旋桨、转向电机及尾舵。
操作员推动油门摇杆，控制器发送对应的油门信号至飞行器；飞行器接收油门信号，控制驱动电机运转，以驱动螺旋桨转动，实现飞行器的前进。
操作员推动转向摇杆，控制器发送对应的转向信号至飞行器；飞行器接收转向信号，控制转向电机运转，以驱动尾舵摆动，实现飞行器的转向。同时，操作员停止推动转向摇杆后，转向摇杆回归中位，控制器发送中位信号至飞行器；飞行器接收中位信号，控制转向电机运转，以驱动尾舵复位，使得飞行器直行。
在转向过程中，飞行器始终具有向前的速度，导致飞行器的转向半径较大，不便于飞行器的快速转向。
发明内容
为了缩小飞行器的转向半径，以便于飞行器快速转向，本申请提供一种电子调速器控制方法及系统。
第一方面，本申请提供一种电子调速器控制方法，采用如下的技术方案：
一种电子调速器控制方法，包括以下步骤：
接收控制器输出的油门信号，以对应控制左驱动电机和右驱动电机同步运转；
接收控制器输出的转向信号，其中，转向信号中携带有方向值和转向值；基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机的转速小于右驱动电机的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机的转速小于左驱动电机的转速。
通过采用上述技术方案，接收控制器输出的转向信号时，先判断转向信号为左或右，并对应控制左驱动电机和右驱动电机之间形成转速差，此时，左螺旋桨与右螺旋桨之间存在转速差，则左螺旋桨转动产生的左侧推力与右螺旋桨转动产生的右侧推力之间存在差值，进而在飞行器上产生向左或向右的力矩，该力矩实现推动飞行器发生转向，配合尾舵，实现缩小飞行器的转向半径，以便于飞行器快速转向。
同时，转向值越大，则左驱动电机和右驱动电机之间的转速差越大，即产生向左或向右的力矩越大，且该力矩越大，飞行器的转向半径越小。
优选的，步骤基于转向值控制左驱动电机的转速小于右驱动电机的转速中还包括：
基于转向值增加右驱动电机的转速，并基于转向值降低左驱动电机的转速。
优选的，步骤基于转向值控制右驱动电机的转速小于左驱动电机的转速中还包括：
基于转向值增加左驱动电机的转速，并基于转向值降低右驱动电机的转速。
通过采用上述技术方案，飞行器依靠螺旋桨转动产生的推力作为向前飞行的动力，且螺旋桨转速越快，产生的推力越大；转向时，转向外侧的螺旋桨转速增加，则该螺旋桨产生的推力增大；转向内侧的螺旋桨转速降低，则该螺旋桨产生的推力减小；有利于两个螺旋桨于转向时产生的总推力等于转向前产生的总推力，则飞行器向前飞行的动力保持稳定，即有利于转向前后，飞行器飞行的速度保持稳定。
优选的，步骤接收控制器输出的油门信号，以对应控制左驱动电机和右驱动电机同步运转中还包括以下步骤：
接收控制器输出的油门信号，控制左驱动电机运转；同时，接收控制器输出的油门信号，控制右驱动电机运转；
获取左驱动电机的实际转速RPM1和右驱动电机的实际转速RPM2并比较；若RPM1≥RPM2，则将左驱动电机的实际转速调整为RPM2；若RPM2≥RPM1，则将右驱动电机的实际转速调整为RPM1。
通过采用上述技术方案，飞行器不转向时，控制左电机和右电机等速转动，则左螺旋桨和右螺旋桨的转速一致，并产生相等的推力，使得飞行器沿直线飞行。
优选的，步骤获取左驱动电机的实际转速RPM1中还包括：
接收左驱动电机的反电动势信号，结合预设的左驱动电机极对数，计算左驱动电机的实际转速RPM1。
优选的，步骤获取右驱动电机的实际转速RPM2中还包括：
接收右驱动电机的反电动势信号，结合预设的右驱动电机极对数，计算右驱动电机的实际转速RPM2
通过采用上述技术方案，无论左电机和右电机的型号是否一致，均可实现获取左电机和右电机的实际转速，并控制左电机和右电机等速转动。
优选的，所述油门信号中携带有油门值，基于油门值控制左驱动电机和右驱动电机同步运转的转速。
第二方面，本申请提供一种电子调速器控制系统，采用如下的技术方案：
一种电子调速器控制系统，包括电子调速器，所述电子调速器包括接收单元及主控单元；
所述接收单元用于接收控制器输出的油门信号和转向信号；
所述主控单元响应于油门信号，以用于控制左驱动电机和右驱动电机同步运转；
所述主控单元响应于转向信号，基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机的转速小于右驱动电机的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机的转速小于左驱动电机的转速。
优选的，所述主控单元响应于转向信号，基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值增加右驱动电机的转速，并基于转向值降低左驱动电机的转速；若方向值为右，则基于转向值增加左驱动电机的转速，并基于转向值降低右驱动电机的转速。
优选的，所述主控单元响应于油门信号，获取左驱动电机的实际转速RPM1和右驱动电机的实际转速RPM2并比较；若RPM1≥RPM2，则将左驱动电机的实际转速调整为RPM2；若RPM2≥RPM1，则将右驱动电机的实际转速调整为RPM1。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.接收控制器输出的油门信号和转向信号时，先判断转向信号为左或右，并对应控制左驱动电机和右驱动电机之间形成转速差，此时，左螺旋桨与右螺旋桨之间存在转速差，则左螺旋桨转动产生的左侧推力与右螺旋桨转动产生的右侧推力之间存在差值，进而在飞行器上产生向左或向右的力矩，该力矩实现推动飞行器发生转向，配合尾舵，实现缩小飞行器的转向半径，以便于飞行器快速转向；
2.接收控制器输出的油门信号和中位信号时，获取左驱动电机和右驱动电机的实际转速并比较，最终以实际转速较低的电机的转速为准，同步其他电机的转速，实现转速一致，使得飞行器保持直线飞行。
附图说明
图1是控制器及飞行器的示意图。
图2是电子调速器控制方法的流程示意图。
图3是步骤S100的原理图。
图4是步骤S200的原理图。
图5是电子调速器的结构框图。
附图标记说明：1、控制器；11、油门摇杆；12、转向摇杆；2、飞行器；21、左驱动电机；22、右驱动电机；23、左螺旋桨；24、右螺旋桨；25、尾舵；
3、电子调速器；31、接收单元；32、油门模块；33、计算模块；34、同步控制模块；35、判断模块；36、混合控制模块。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
参照图1，控制器1设有油门摇杆11及转向摇杆12，飞行器2设有驱动电机、螺旋桨、转向电机及尾舵25。
操作员推动油门摇杆11，控制器1发送对应的油门信号至飞行器2；飞行器2接收油门信号，控制驱动电机运转，以驱动螺旋桨转动，实现飞行器2的前进。
操作员推动转向摇杆12，控制器1发送对应的转向信号至飞行器2；飞行器2接收转向信号，控制转向电机运转，以驱动尾舵25摆动，实现飞行器2的转向。同时，操作员停止推动转向摇杆12后，转向摇杆12回归中位，控制器1发送中位信号至飞行器2；飞行器2接收中位信号，控制转向电机运转，以驱动尾舵25复位，使得飞行器2直行。
下面结合上述控制器1及飞行器2对电子调速器控制方法的实施进行详细说明：
本申请实施例公开一种电子调速器控制方法，包括以下步骤：
参照图2，S100，接收控制器1输出的油门信号，以对应控制左驱动电机21和右驱动电机22同步运转。
参照图3，根据步骤S100所限定的技术方案，具体的，包括以下步骤：
S110,接收控制器1输出的油门信号，控制左驱动电机21运转；同时，接收控制器1输出的油门信号，控制右驱动电机22运转。
需要说明的是，油门信号中携带油门值，油门值可为百分数，范围为[0%，100%]。油门摇杆11受操作员推动而偏移时，依据偏移距离，输出对应百分数作为油门信号。其中，转向摇杆12的当前偏移距离与最大偏移距离的比值为油门值。
则接收控制器1输出的油门信号，基于油门值控制左驱动电机21和右驱动电机22同步运转的转速。具体的，控制左驱动电机21和右驱动电机22的转速等于预设最大转速乘以油门值。其中，预设最大转速可人工设定或采用电机的额定转速。
S120,接收左驱动电机21和右驱动电机22的反电动势信号，结合预设的左驱动电机21和右驱动电机22的极对数，计算左驱动电机21的实际转速RPM1和右驱动电机22的实际转速RPM2。
接收控制器1输出的中位信号，以获取左驱动电机21的实际转速RPM1和右驱动电机22的实际转速RPM2并比较；若RPM1≥RPM2，则将左驱动电机21的实际转速调整为RPM2；若RPM2≥RPM1，则将右驱动电机22的实际转速调整为RPM1。
参照图2，S200，接收控制器1输出的转向信号，其中，转向信号中携带有方向值和转向值；基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机21的转速小于右驱动电机22的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机22的转速小于左驱动电机21的转速。
参照图4，根据步骤S200所限定的技术方案，具体的，包括以下步骤：
S210，接收控制器1输出的转向信号，与内部设置的参数对比，判断方向值为左或右。
需要说明的是，转向信号可为数值，且数值范围为[-100,0）和（0，+100]的并集；其中，方向值为“-”或“+”，且“-”表示方向向左，“+” 表示方向向右；转向值为（0，100]。中位信号为数值0。控制器1的转向摇杆12回归中位时，控制器1输出数值0作为中位信号。
转向摇杆12受操作员推动而偏移时，依据偏移方向和偏移距离，输出对应数值作为转向信号。例如，转向摇杆12向左偏移，则控制器1输出“-”作为方向值；且转向摇杆12的当前偏移距离与最大偏移距离的比值乘以100即为转向值。
步骤基于方向值判断为左或右中：将转向信号与设定参数“0”进行比较，若转向信号小于“0”，则判断为“-”，即方向值为左；若转向信号大于“0”，则判断为“+”，即方向值为右。
S220，若判断方向值为左，则基于转向值增加右驱动电机22的转速，并基于转向值降低左驱动电机21的转速，即控制左驱动电机21的转速小于右驱动电机22的转速，飞行器2向左转动；
若判断方向值为右，则基于转向值增加左驱动电机21的转速，并基于转向值降低右驱动电机22的转速，即控制右驱动电机22的转速小于左驱动电机21的转速，飞行器2向右转动；
需要说明的是，转向值越大，则控制左驱动电机21与右驱动电机22之间的转速差越大。并且，飞行器2接收转向信号，并依据转向值控制尾舵25的摆动角度。如：转向值为100，则尾舵25向左或向右摆动至最大角度。
参照图2，S300，接收不到转向信号并接收控制器1输出的中位信号，返回步骤S100。
本申请实施例一种电子调速器控制方法的实施原理为：接收控制器1输出的油门信号和中位信号时，获取左驱动电机21和右驱动电机22的实际转速并比较，最终以实际转速较低的电机的转速为准，同步其他电机的转速，实现转速一致，使得飞行器2保持直线飞行；
接收控制器1输出的油门信号和转向信号时，先判断转向信号为左或右，并对应控制左驱动电机21和右驱动电机22之间形成转速差，此时，左螺旋桨23与右螺旋桨24之间存在转速差，则左螺旋桨23转动产生的左侧推力与右螺旋桨24转动产生的右侧推力之间存在差值，进而在飞行器2上产生向左或向右的力矩，该力矩实现推动飞行器2发生转向，配合尾舵25，实现缩小飞行器2的转向半径，以便于飞行器2快速转向。
本申请实施例还公开一种电子调速器控制系统，应用上述控制方法，用于接收控制器1输出的油门信号、转向信号和中位信号，以控制飞行器2的飞行姿态。
参照图5，电子调速器控制系统包括两个电子调速器3，两个电子调速器3分别控制左驱动电机21和右驱动电机22运转。
电子调速器3包括接收单元31及主控单元。接收单元31接收控制器1输出的油门信号、中位信号和转向信号，并将信号发送至主控单元。
主控单元包括油门模块32、计算模块33及同步控制模块34。
油门模块32响应于油门信号，依据油门值控制左驱动电机21或右驱动电机22运转。
计算模块33接收左驱动电机21或右驱动电机22的反电动势信号，结合预设的左驱动电机21或右驱动电机22的极对数，计算左驱动电机21的实际转速RPM1或右驱动电机22的实际转速RPM2。
两个电子调速器3中的同步控制模块34响应于中位信号，获取计算模块33得出的数据，将实际转速RPM1或实际转速RPM2数据互相发送给对方。两个电子调速器3中的同步控制模块34均获取实际转速RPM1和实际转速RPM2，并比较RPM1与RPM2的大小。
若RPM1≥RPM2，则连接于左驱动电机21的电子调速器3中，同步控制模块34输出降速信号至油门模块32，油门模块32响应于降速信号，以控制左驱动电机21的转速调整为RPM2，实现左驱动电机21和右驱动电机22的转速同步。
若RPM2≥RPM1，则连接于右驱动电机22的电子调速器3中，同步控制模块34输出降速信号至油门模块32，油门模块32响应于降速信号，以控制左驱动电机21的转速调整为RPM1，实现左驱动电机21和右驱动电机22的转速同步。
主控单元还包括判断模块35及混合控制模块36。
判断模块35接收转向信号，并与内部设置的参数对比，以判断转向信号的方向为左或右，并输出判断结果至混合控制模块36。
混合控制模块36响应于转向信号，获取转向值，并依据接收判断模块35的判断结果输出调速信号至油门模块32。
若判断模块35输出转向信号为左，则连接于左驱动电机21的电子调速器3中，混合控制模块36输出减速信号作为调速信号，油门模块32响应于减速信号，控制左驱动电机21减速。并且，连接于右驱动电机22的电子调速器3中，混合控制模块36输出加速信号作为调速信号，油门模块32响应于加速信号，控制右驱动电机22加速。
若判断模块35输出转向信号为右，则连接于右驱动电机22的电子调速器3中，混合控制模块36输出减速信号作为调速信号，油门模块32响应于减速信号，控制右驱动电机22减速。并且，连接于左驱动电机21的电子调速器3中，混合控制模块36输出加速信号作为调速信号，油门模块32响应于加速信号，控制左驱动电机21加速。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电子调速器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收控制器（1）输出的油门信号，以对应控制左驱动电机（21）和右驱动电机（22）同步运转；
接收控制器（1）输出的转向信号，其中，转向信号中携带有方向值和转向值；基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机（21）的转速小于右驱动电机（22）的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机（22）的转速小于左驱动电机（21）的转速。
2.根据权利要求1所述的电子调速器控制方法，其特征在于，步骤基于转向值控制左驱动电机（21）的转速小于右驱动电机（22）的转速中还包括：
基于转向值增加右驱动电机（22）的转速，并基于转向值降低左驱动电机（21）的转速。
3.根据权利要求1所述的电子调速器控制方法，其特征在于，步骤基于转向值控制右驱动电机（22）的转速小于左驱动电机（21）的转速中还包括：
基于转向值增加左驱动电机（21）的转速，并基于转向值降低右驱动电机（22）的转速。
4.根据权利要求1所述的电子调速器控制方法，其特征在于，步骤接收控制器（1）输出的油门信号，以对应控制左驱动电机（21）和右驱动电机（22）同步运转中还包括以下步骤：
接收控制器（1）输出的油门信号，控制左驱动电机（21）运转；同时，接收控制器（1）输出的油门信号，控制右驱动电机（22）运转；
获取左驱动电机（21）的实际转速RPM1和右驱动电机（22）的实际转速RPM2并比较；若RPM1≥RPM2，则将左驱动电机（21）的实际转速调整为RPM2；若RPM2≥RPM1，则将右驱动电机（22）的实际转速调整为RPM1。
5.根据权利要求4所述的电子调速器控制方法，其特征在于，步骤获取左驱动电机（21）的实际转速RPM1中还包括：
接收左驱动电机（21）的反电动势信号，结合预设的左驱动电机（21）极对数，计算左驱动电机（21）的实际转速RPM1。
6.根据权利要求4所述的电子调速器控制方法，其特征在于，步骤获取右驱动电机（22）的实际转速RPM2中还包括：
接收右驱动电机（22）的反电动势信号，结合预设的右驱动电机（22）极对数，计算右驱动电机（22）的实际转速RPM2。
7.根据权利要求1所述的电子调速器控制方法，其特征在于：所述油门信号中携带有油门值，基于油门值控制左驱动电机（21）和右驱动电机（22）同步运转的转速。
8.一种电子调速器控制系统，其特征在于：包括电子调速器（3），所述电子调速器（3）包括接收单元（31）及主控单元；
所述接收单元（31）用于接收控制器（1）输出的油门信号和转向信号；
所述主控单元响应于油门信号，以用于控制左驱动电机（21）和右驱动电机（22）同步运转；
所述主控单元响应于转向信号，基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值控制左驱动电机（21）的转速小于右驱动电机（22）的转速；若方向值为右，则基于转向值控制右驱动电机（22）的转速小于左驱动电机（21）的转速。
9.根据权利要求8所述的电子调速器控制系统，其特征在于：所述主控单元响应于转向信号，基于方向值判断为左或右；若方向值为左，则基于转向值增加右驱动电机（22）的转速，并基于转向值降低左驱动电机（21）的转速；若方向值为右，则基于转向值增加左驱动电机（21）的转速，并基于转向值降低右驱动电机（22）的转速。
10.根据权利要求8所述的电子调速器控制系统，其特征在于：所述主控单元响应于油门信号，获取左驱动电机（21）的实际转速RPM1和右驱动电机（22）的实际转速RPM2并比较；若RPM1≥RPM2，则将左驱动电机（21）的实际转速调整为RPM2；若RPM2≥RPM1，则将右驱动电机（22）的实际转速调整为RPM1。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116650979A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 深圳市好盈科技股份有限公司 | 飞行器控制方法和装置 |
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