[实用新型]无人机电动舵机控制电路和无人机

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种无人机电动舵机控制电路和无人机。

背景技术

舵机作为用于控制无人机飞行姿态和轨迹的伺服机构，其性能直接影响到无人机飞行的性能和安全。鸵机的控制原理是接收由飞控计算机输出的舵面偏转指令，以操纵无人机的副翼或尾翼的舵面偏转，从而改变无人机的飞行姿态和轨迹，实现控制无人机以规划的路径飞行。根据动力源的不同，舵机可分为液压舵机、气动舵机和电动舵机。电动舵机与液压舵机和气动舵机相比，具有结构简单、制造简单、维护方便的特点，因而在无人机的控制中得到了越来越广泛的应用。电动舵机的控制精度和控制性能是由舵机控制器来实现的，因此舵机控制器成为电动舵机的关键技术。传统无人机的舵机控制器采用PID控制器，只具有一个控制闭环，存在控制稳定性差、准确度低和控制响应滞后的问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种无人机电动舵机控制电路和无人机，以解决传统无人机的舵机控制器采用的PID控制器，由于只具有一个控制闭环，存在控制稳定性差和控制响应滞后的问题。本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

一种无人机电动舵机控制电路，包括顺次连接的位置控制电路、转速控制电路、电流控制电路、功率驱动电路、用于控制无人机舵机转角的减速电机；

所述位置控制电路的第一输入端用于接收所述无人机舵机的转角设定值；所述位置控制电路的第二输入端通过光电编码器与所述减速电机连接，所述位置控制电路通过所述光电编码器检测所述无人机舵机的实际转角，并在比较所述无人机舵机的转角设定值和所述无人机舵机的实际转角之后输出无人机舵机的转速设定值；

所述转速控制电路的第一输入端用于接收所述无人机舵机的转速设定值；所述转速控制电路的第二输入端通过霍尔传感器与所述减速电机连接，所述转速控制电路通过所述霍尔传感器检测所述无人机舵机的实际转速，并在比较所述无人机舵机的转速设定值和所述无人机舵机的实际转速后输出所述减速电机的驱动电流设定值；

所述电流控制电路的第一输入端用于接收所述减速电机的驱动电流设定值；所述电流控制电路的第二输入端依次通过模数转换器和电流采样电阻与所述功率驱动电路连接，所述电流控制电路通过所述模数转换器和电流采样电阻检测所述功率驱动电路实际输出的驱动电流，并在比较所述减速电机的驱动电流设定值和所述功率驱动电路实际输出的驱动电流后输出PWM控制信号；

所述功率驱动电路用于接收所述PWM控制信号，并根据所述PWM控制信号输出驱动电流控制所述减速电机转动，以控制所述无人机舵机的转角。

进一步地，所述位置控制电路、转速控制电路和电流控制电路集成在同一数字信号处理器中。

一种无人机，包括电动舵机和用于控制所述电动舵机的如上所述的无人机电动舵机控制电路。

与现有技术相比，本实用新型提供的无人机电动舵机控制电路和无人机，采用串级控制，分为位置控制环路、速度控制环路和电流控制环路，通过位置控制电路、转速控制电路、电流控制电路三个闭环控制回路的串级控制，可有效提高控制稳定性、准确度和控制响应。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的无人机电动舵机控制电路的组成原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种无人机电动舵机控制电路，包括顺次连接的位置控制电路1、转速控制电路2、电流控制电路3、功率驱动电路4、用于控制无人机舵机6转角的减速电机5；

位置控制电路1的第一输入端用于接收无人机舵机6的转角设定值；位置控制电路1的第二输入端通过光电编码器10与减速电机5连接，位置控制电路1通过光电编码器10检测无人机舵机6的实际转角，并在比较无人机舵机6的转角设定值和无人机舵机6的实际转角之后输出无人机舵机6的转速设定值；