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    浅析无人机设计中的下一个进化步骤

    双色球走势图500期图 www.xx-bu.com 日期:2018-07-21 / 人气:

      今天无人机设计小编为您了解到无人机设计中的下一个进化步骤,快跟随无人机设计小编一起来了解吧。

      有人认为,无人机(UAV)或无人驾驶飞机的商业重要性可能与互联网一样重要。诸如空中摄影和录像等高性能应用在很大程度上被无人机民主化,具有很大的吸引力和相应的高音量。更深奥的用途包括农业管理,预计其在医疗应用中的使用将增加。

      由于为企业提供交钥匙解决方案的公司已经出现了'无人机即服务'的概念。有关立法的澄清有助于帮助而不是阻碍蓬勃发展的行业,尽管对整体有效载荷有所限制,但其优越性几乎都得到了保证。亚马逊和Facebook等大型组织正在积极开发项目,分别使用无人机在偏远地区交付商品和互联网连接。

      这些新兴应用将越来越依赖自主性,因此,无人机可能成为完全融入社会的第一种真正自动驾驶汽车。这是一个活跃的研究领域,已经出现了商业系统,例如家庭监控无人机,它可以在检测到移动时自动导航建筑物的周边,并通过互联网将房屋所见到的信息传达给房主。

      除了无人驾驶,无人机也不受限制。包含电源,处理和有效负载的紧凑型系统。为了真正有用,即使在危险和易变的天气条件下,它们也需要保持稳定和高效。尽管一次充电可以尽可能长时间地运行,但它们将不可避免地需要能够自己??恳猿涞?,使它们能够几乎无限期地自主运行。这种精确的控制和导航水平正在创造对新技术的需求,突出了无人机开发最重要的两个特点:电机控制和导航。

      电子速度控制

      作为一个系统,无人机可以用包括飞行控制器,电子速度控制器(ESC),电池和有效载荷的功能元素来描述。ESC与飞行控制器分开但仍由其管理是相关的。这主要是因为它是一个复杂的功能,可以从专用解决方案中受益。

      ESC负责控制每个电机的速度,因此每个电机通常都有一个专用的ESC。为了协调它们的运行,所有的ESC必须能够直接或间接地通过飞行控制器相互通信;在典型的无人机中,可能会有四个ESC和四个电机。ESC已经成为一个卓越领域,通常表现为一个可以轻松集成的完整子系统,现在已经有一小部分但越来越多的ESC解决方案可用。

      由于稳定性和效率在无人机技术中至关重要,电动机的控制方式对无人机的操作至关重要。许多ESC供应商采用的方法是磁场定向控制(FOC),一种控制电机转矩的技术,并通过这种技术来控制转速。FOC实施得很好时,可实现加速度的快速变化而不会引入不稳定性,允许无人驾驶飞机执行复杂的机动动作,同时最大限度地提高效率。在FOC中快速计算驱动矢量是至关重要的,这就是为什么它已成为一般针对电机控制,特别是针对ESC的微控制器供应商的重点。

      无人机最受青睐的无刷直流电机是由于其体积小,成本低廉,经久耐用。为了进一步降低材料成本,无人机制造商通?;岵捎梦薮衅魍仄?也就是说,电机的位置是通过监控电机的状态而不是转子的位置来确定的。通过FOC算法对无传感器BLDC电机的控制非常复杂,这也是为什么交钥匙解决方案已经开始出现在领先的微控制器制造商身上的另一个原因。

      其中一个例子是意法半导体的STEVAL-ESC001V1电子速度控制器(ESC),该器件将意法半导体的STM32F303CBT7微控制器和电机控制SDK与其L6398驱动器和STL160NS3LLH7功率MOSFET集成在一起。它们一起形成一个完整的解决方案,用于驱动单相三相无刷电机,无论是使用无传感器FOC算法的BLDC或PMSM(永磁同步电机)。功率MOSFET是N沟道30 V,160 A STripFET H7器件。该设计可以提供20 A的最大RMS电流,这足以驱动专业无人机中使用的电机。图1显示了该解决方案的框图。

      意法半导体指出,FOC的使用,而不是像某些ESC所使用的梯形控制算法,可提供更好的转矩控制,而其提供的实施还可在减速期间提供主动制动和能量恢复。

      自主性和稳定性将成为未来无人机的关键特征。随着诸如基于FOC的电机控制和DGNSS等技术变得更加整合,无人机的快速和持续发展得到了保证。这些预集成解决方案的可用性使得开发先进无人机的过程变得更简单,为渴望利用令人兴奋的新可能性的OEM提供了机会。

      通过无人机设计小编的了解,希望对您有所帮助。

    作者:贝贝高


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