电机控制方法、装置及可移动平台制造方法及图纸

一种电机控制方法、电机控制装置、可移动平台，所述方法包括：MCU(10)针对N个电机(11)分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号；MCU(10)按照预设时序逐一获取单个电机(11)的相电流；MCU(10)在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机(11)的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果，以及根据运算结果调整针对前一个时序对应的电机(11)的PWM信号。该方法可以通过单个MCU实现对多个电机的控制，可以减少对多个电机进行控制所需的MCU的数量，从而可以降低硬件布局面积、减轻硬件重量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电机控制方法、装置及可移动平台


[0001]本申请涉及通信
，特别是涉及一种电机控制方法、一种电机控制装置及一种可移动平台。

技术介绍

[0002]永磁同步电机作为一种节能电机，目前广泛应用于医疗器械、航空、新能源汽车等领域。
[0003]现有的永磁同步电机的电流控制方案大多使用一个微控制单元MCU(Microcontroller Unit)控制一个电机，或者一个MCU控制两个电机。对于具有多个电机的无人机，一般需要多个MCU对多个永磁同步电机进行矢量控制，使用多个MCU的矢量控制方案需要较多的硬件布局面积，且会使得硬件重量较大。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种电机控制方法、一种电机控制装置及一种可移动平台，可以降低硬件布局面积、减轻硬件重量。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电机控制方法，应用于可移动平台，所述可移动平台包括一微控制单元MCU、N个电机，其中N为整数，所述方法包括：
[0006]所述MCU针对所述N个电机分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号；
[0007]所述MCU按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；
[0008]所述MCU在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果，以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。
[0009]第二方面，本申请实施例还提供了一种电机控制装置，包括一MCU、N个电机，其中N为整数；
[0010]所述MCU用于针对所述N个电机分别输出多个PWM信号，按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果；以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。
[0011]第三方面，本申请实施例还提供了一种可移动平台，包括一MCU、N个电机，其中N为整数；
[0012]所述MCU用于针对所述N个电机分别输出多个PWM信号，按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果；以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。
[0013]本申请实施例中，MCU可以分别针对N个电机输出多个脉冲宽度调制PWM信号；按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序
对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果，以及根据运算结果调整针对前一个时序对应的电机的PWM信号。本申请实施例的方法可以通过单个MCU实现对多个电机的控制，可以减少对多个电机进行控制所需的MCU的数量，从而可以降低硬件布局面积、减轻硬件重量。
附图说明
[0014]图1是本申请实施例提供的一种电机控制装置的框图；
[0015]图2是本申请实施例提供的一种预设时序的示意图；
[0016]图3是本申请实施例提供的一种半桥模块的示意图；
[0017]图4是本申请实施例提供的一种向半桥模块输出PWM信号的示意图；
[0018]图5是本申请实施例提供的另一种向半桥模块输出PWM信号的示意图；
[0019]图6是本申请实施例提供的一种相电流采样电路的示意图；
[0020]图7是本申请实施例提供的另一种相电流采样电路的示意图；
[0021]图8是本申请实施例提供的一种母线电流采样电流的示意图；
[0022]图9是本申请实施例提供的一种驱动模块检测异常的示意图；
[0023]图10是本申请实施例提供的一种电机控制方法的流程图；
[0024]图11是本申请实施例提供的一种可移动平台的框图；
[0025]图12是本申请实施例提供的另一种可移动平台的框图。
具体实施例
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0027]本申请实施例提出一种可以利用单个微控制单元MCU(Microcontroller Unit)控制多个永磁同步电机的电机控制方法，该方法可以应用于可移动平台，其中可移动平台可以是无人机、无人船、无人驾驶汽车、机器人等。无人机又例如可以是旋翼飞行器(rotorcraft)，例如，由多个推动装置通过空气推动的多旋翼飞行器，本申请实施例并不限于此。需要说明的是，本实施例以无人机为例进行说明，但本申请实施例不限于应用于无人机，可以应用于其它的可移动平台，例如：无人驾驶汽车、无人船、机器人等。
[0028]永磁同步电机的主要控制方法是矢量控制，也称为磁场定向控制FOC(Field
‑
Oriented Control)，矢量控制中，需要获取转子位置、相电流及转速，输出是三相逆变器的脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)信号。
[0029]参照图1示出了本申请实施例提供的一种电机控制装置的框图，其中电机控制装置包括一MCU10、N个电机11，其中N为整数。
[0030]所述MCU用于针对所述N个电机分别输出多个PWM信号，按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果；以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。
[0031]本申请实施例中可以由单个MCU向每个电机输出多个PWM信号。矢量控制中，每个电机一般需要6路3组PWM信号，配置为两两互补导通的形式。MCU可以使用定时器模块来实现PWM信号的输出，MCU也可以使用PWM模块来实现PWM信号的输出。例如，假设电机数量为4，
每个电机需要6路PWM信号，MCU总共需要输出24路PWM信号。
[0032]在本申请实施例中，针对所述N个电机的多个PWM信号的周期Ts相同，也就是说各个电机的PWM信号的周期都相同。
[0033]每个电机可以预先设置编号，MCU可以根据电机的编号按照预设时序逐一获取单个电机的相电流。例如，4个电机的编号分别为M0、M1、M2、M3。预设时序可以是：M0—>M1—>M2—>M3的循环。当然本领域技术人员可以按照其他时序逐一获取单个电机的相电流，本申请实施例在此不作限制。
[0034]参照图2所示为本申请实施例提供的一种预设时序的示意图。其中，电机M0对应的PWM信号和电机M2对应的PWM信号的相位相同；电机M1对应的PWM信号和电机M3对应的PWM信号的相位相同；电机M0和电机M2对应的PWM信号的相位，与电机M1和电机M3对应的PWM信号的相位相差180
°
。
[0035]在相邻的两个时序的时间间隔内，MCU需要在对下一个时序对应的电机进行相电流采样之前，完成对前一个时序对应的电机的矢量控制运算，并根据矢量控制运算结果调整针对前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电机控制方法，应用于可移动平台，其特征在于，所述可移动平台包括一微控制单元MCU、N个电机，其中N为整数，所述方法包括：所述MCU针对所述N个电机分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号；所述MCU按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；所述MCU在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果，以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对所述N个电机的多个PWM信号的周期相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相邻两个时序的时间间隔为所述PWM信号的半周期值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可移动平台还包括与所述N个电机一一连接的N个半桥模块，所述MCU针对所述N个电机分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号，包括：所述MCU针对所述N个半桥模块分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可移动平台还包括：与所述N个电机一一对应的N个相电流采样电路以及与所述N个相电流采样电路连接的模数转换ADC模块；所述MCU按照预设时序逐一获取单个电机的相电流，包括：所述MCU按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路，采样对应的电机的相电流并向所述ADC模块输出；所述MCU通过所述ADC模块获取单个电机对应的相电流采样电路采样的相电流。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述可移动平台还包括可编程增益放大器PGA；所述MCU通过所述ADC模块获取单个电机对应的相电流采样电路采样的相电流，包括：所述PGA按照预设时序逐一对所述相电流采样电路采样的相电流进行放大；所述MCU通过所述ADC模块获取所述PGA放大后的相电流。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述MCU在下一时序的电机对应的相电流采样电路进行采样之前，控制所述PGA切换至所述下一时序的电机对应的相电流采样电路。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MCU按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路，采样对应的电机的相电流并向所述ADC模块输出，包括：所述MCU按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路采样对应的电机的两相的相电流向所述ADC模块输出三相的相电流；所述MCU通过所述ADC模块获取单个电机对应的相电流采样电路采样的相电流，包括：所述MCU通过所述ADC模块获取单个电机对应的相电流采样电路采样的两相的相电流，根据两相的相电流确定三相的相电流。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述MCU按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路，采样对应的电机的相电流并向所述ADC模块输出，包括：所述MCU按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路，采样对应的电机的三相的相电
流，向所述ADC模块输出三相的相电流。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个所述半桥模块包括3个半桥电路；所述MCU包括M个PWM模块；所述MCU针对所述N个半桥模块分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号，包括：所述M个PWM模块针对所述N个半桥模块，分别输出6路PWM信号，其中M为整数。11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可移动平台还包括N个驱动模块，所述N个驱动模块与所述N个半桥电路一一连接；每个所述半桥模块包括3个半桥电路；所述MCU包括K个PWM模块；所述MCU针对所述N个半桥模块分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号，包括：所述K个PWM模块针对所述N个半桥模块，分别输出3路PWM信号，其中K为整数；所述N个驱动模块根据所述K个PWM模块针对所述N个半桥模块，分别输出的3路PWM信号，针对所述N个半桥模块分别输出互补的3路PWM信号。12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述N个半桥模块包括共用的母线；所述可移动平台还包括母线电流采样电路；所述方法还包括：所述母线电流采样电路采样所述母线的母线电流并输出至所述MCU；所述MCU根据所述母线电流检测是否存在故障。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述MCU包括输入输出IO端口，所述驱动模块具有错误Fault引脚，所述Fault引脚连接至所述IO端口；所述方法还包括：当所述驱动模块检测到异常时，所述驱动模块通过所述Fault引脚向所述MCU输出反馈信号，并停止输出PWM信号。14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述N个半桥模块集成在所述MCU。15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述N个驱动模块集成在所述MCU。16.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述ADC模块集成在所述MCU。17.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PGA集成在所述MCU。18.一种电机控制装置，其特征在于，包括一MCU、N个电机，其中N为整数；所述MCU用于针对所述N个电机分别输出多个PWM信号，按照预设时序逐一获取单个电机的相电流；在相邻的两个时序的时间间隔内，根据前一个时序对应的电机的相电流进行矢量控制运算并获得运算结果；以及根据所述运算结果调整针对所述前一个时序对应的电机的PWM信号。19.根据权利要求18所述的电机控制装置，其特征在于，所述针对所述N个电机的多个PWM信号的周期相同。20.根据权利要求19所述的电机控制装置，其特征在于，相邻两个时序的时间间隔为所述PWM信号的半周期值。21.根据权利要求18所述的电机控制装置，其特征在于，还包括与所述N个电机一一连接的N个半桥模块；所述MCU用于针对所述N个半桥模块分别输出多个脉冲宽度调制PWM信号。22.根据权利要求21所述的电机控制装置，其特征在于，还包括：与所述N个电机一一对应的N个相电流采样电路以及与所述N个相电流采样电路连接的模数转换ADC模块；所述MCU还用于按照预设时序逐一控制所述相电流采样电路，采样对应的电机的相电流并向所述
ADC模块输出，通过所述ADC模块获取单个电机对应的相电流采样电路采样的相电流。23.根据权利要求22所述的电机控制装置，其特征在于，还包括可编程增益放大器PGA；所述PGA用于按照预设时序逐一对所述相电流采样电路采样的相电流进行放大，并向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸿滨，马晨旭，邱贞平，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：