【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞机操纵杆控制，具体地说，涉及一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、操纵杆用于控制飞行器的飞行姿态，是主要的操纵机构之一。操纵杆作为飞行器控制系统中的关键部件，其性能直接影响到飞行器的稳定性和操控性。现有的电驱动操纵杆采用主控+电机驱动器的方式实现，电机驱动器选用成熟货架商品，对外通信接口为485或者can。主控负责持续读取操纵杆的位置数据，这些数据通过算法进行处理与分析，以提取出飞行姿态调整所需的精确控制力矩。随后，主控将这些控制指令通过通信总线传输至电机驱动器，从而实现力反馈操纵杆功能。
2、采用总线通信的方式控制电机，存在以下缺陷：
3、1、在通信过程中有一定几率发生丢包，导致位置数据、电机驱动数据发生丢包，在操作操纵杆时会出现不流畅、卡顿等现象。
4、2、通信时获取的操作杆位置、电器驱动力矩控制等存在延迟，特别是当操作操纵杆到最大位置时释放操纵力，操纵杆在回中过程中会存在较高幅值的震荡。
5、3、由于电机驱动器是供应商提供的，对外开放的功能接口有限，在实现特殊功能时只能借助其开发的功能为基础，应用时受到很大限制。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有的电机驱动在操作操纵杆时存在不流畅、卡顿的问题，提出一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法、系统、设备及介质；该方法首先初始化力位移曲线，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，计算pid力矩值tq(p)；其次计算当
2、本专利技术具体实现内容如下：
3、一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，首先初始化力位移曲线，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，计算pid力矩值tq(p)；其次根据当前位置转子的机械角度、初始化后的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值tq(l)；然后根据pid力矩值tq(p)、当前力位移曲线的力矩值tq(l)和设置的启动力值tq(s)，计算电机力矩值tq(o)；最后将电机力矩值tq(o)作为电流pid控制环的目标位置，计算电流控制值，并将电流控制值作用于电机，实现操纵杆回中力反馈控制。
4、为了更好地实现本专利技术，进一步地，具体包括以下步骤：
5、步骤s1：首先初始化力位移曲线，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，根据设定的位置力矩pid系数，计算pid力矩值tq(p)；
6、步骤s2：根据当前位置的转子机械角度计算转子电角度，并根据转子电角度和初始化后的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值tq(l)；
7、步骤s3：根据pid力矩值tq(p)、当前力位移曲线的力矩值tq(l)和设置的启动力值tq(s)，计算电机力矩值tq(o)；
8、步骤s4：将电机力矩值tq(o)作为电流pid控制环的目标位置，根据获取的a相电流、b相电流，计算电流控制值，并将电流控制值作用于电机，实现操纵杆回中力反馈控制。
9、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s1具体包括以下步骤：
10、步骤s11：初始化力位移曲线，得到初始化后的力位移曲线，并以数组的形式存储；
11、步骤s12：以转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，根据设定的位置力矩pid系数、位置差，计算pid力矩值tq(p)。
12、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s11的具体操作为：判断力位移曲线是否设置，若当前设备未设置力位移曲线，则设置默认力位移曲线作为当前设备的力位移曲线并初始化，得到初始化后的力位移曲线；若当前设备设置有力位移曲线，则初始化力位移曲线，得到初始化后的力位移曲线。
13、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s2具体包括以下步骤：
14、步骤s21：根据获取的当前位置的转子机械角度、电机的极对数、编码器零偏计算当前的转子电角度；
15、步骤s22：根据当前转子电角度、从数组获取的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值tq(l)。
16、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s3的具体操作为：
17、tq(o)＝fmin(fmax(tq(l),tq(s)),tq(p))。
18、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s4具体包括以下步骤：
19、步骤s41：根据电机零偏时采集的模拟量值、当前采集的模拟量值，计算a相电流、b相电流；
20、步骤s42：将电机力矩值tq(o)作为电流pid控制环的目标位置，根据a相电流、b相电流，计算当前时刻的电机iq(lfp)；
21、步骤s43：将电机力矩值tq(o)作为电流pid控制环的目标位置，计算电流控制值，将电流控制值作用于电机，实现操纵杆回中力反馈控制。
22、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
23、步骤s5a：根据设定的抖杆频率、抖杆幅值、设定的周期，周期性修改回中目标位置，触发飞机操纵杆抖杆。
24、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
25、步骤s5b：获取当前电机的位置，通过接收随动目标位置，以电机当前位置为起始滤波值，收到的随动目标值为滤波最终值进行低通滤波处理，并将低通滤波处理后的值作为回中目标位置，实现飞机操纵杆平滑随动。
26、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
27、步骤s5c：当触发位置停留条件时获取电机当前的位置值为停留的位置值，将电机停留的位置值作为回中目标位置，实现飞机操纵杆位置停留。
28、基于上述提出的基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，为了更好地实现本专利技术，进一步地，提出一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制系统，用于实现上述的基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法；包括初始化单元、回中位置力矩pid控制单元、电流pid控制单元；
29、所述初始化单元，用于初始化力位移曲线、pid参数，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置；
30、所述回中位置力矩pid控制单元，用于根据当前位置的转子机械角度、初始化后的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值tq(l)；并根据pid力矩值tq(p)、当前力位移曲线的力矩值tq(l)和设置的启动力值tq(s)，计算电机力矩值tq(o)；
31、所述电流pid控制单元，根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，首先初始化力位移曲线，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，计算PID力矩值Tq(P)；其次根据当前位置的转子机械角度、初始化后的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值Tq(L)；然后根据PID力矩值Tq(P)、当前力位移曲线的力矩值Tq(L)和设置的启动力值Tq(S)，计算电机力矩值Tq(O)；最后将电机力矩值Tq(O)作为电流PID控制环的目标位置，根据获取的A相电流、B相电流，计算电流控制值，将电流控制值作用于电机，实现操纵杆回中力反馈控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S11的具体操作为：判断力位移曲线是否设置，若当前设备未设置力位移曲线，则设置默认力位移曲线作为当前设备的力位移曲线并初始化，得到初始
5.根据权利要求3所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S3的具体操作为：
7.根据权利要求2所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
9.根据权利要求7所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
10.根据权利要求7所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法还包括：
11.一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制系统，用于实现如权利要求1所述的基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法；其特征在于，包括初始化单元、回中位置力矩PID控制单元、电流PID控制单元；
12.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器上存储有计算机程序；当所述计算机程序在所述处理器上执行时，实现如权利要求1-10任一项所述的基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令；当所述计算机指令在如权利要求12所述的电子设备上执行时，实现如权利要求1-10任一项所述的基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，首先初始化力位移曲线，将转子机械角度为0时对应的位置作为回中目标位置，计算pid力矩值tq(p)；其次根据当前位置的转子机械角度、初始化后的力位移曲线，计算当前力位移曲线的力矩值tq(l)；然后根据pid力矩值tq(p)、当前力位移曲线的力矩值tq(l)和设置的启动力值tq(s)，计算电机力矩值tq(o)；最后将电机力矩值tq(o)作为电流pid控制环的目标位置，根据获取的a相电流、b相电流，计算电流控制值，将电流控制值作用于电机，实现操纵杆回中力反馈控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤s11的具体操作为：判断力位移曲线是否设置，若当前设备未设置力位移曲线，则设置默认力位移曲线作为当前设备的力位移曲线并初始化，得到初始化后的力位移曲线；若当前设备设置有力位移曲线，则初始化力位移曲线，得到初始化后的力位移曲线。
5.根据权利要求3所述的一种基于无刷电机的操纵杆回中力反馈控制方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种基于无刷电机的...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭香刚，杨界飞，刘仲承，李超，黄守伟，邓美超，张其飞，胡方胜，叶鑫，
申请(专利权)人：成都赫尔墨斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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