ADuC7026驱动的无位置传感器BLDCM在quad-rotor飞行器中的设计与应用

本文主要探讨的是quad-rotor飞行器的无刷直流电机驱动系统设计，这是一种关键的技术支撑，因为quad-rotor飞行器因其灵活性和多功能性，在军事与民用领域有着广泛应用。无刷直流电机作为驱动核心，结合了交流电机的简单可靠性和直流电机的高效调速特性，特别适合这种对速度、精度和稳定性要求极高的应用。 设计的关键点在于解决无位置传感器的无刷直流电机面临的挑战。由于无位置传感器的存在，需要找到一种有效的电机起动策略。传统的反电势过零检测法在电机低速启动时信号不稳定，不适合此应用场景。因此，文章选择了预定位法作为起动方案，这种方法在空载时易于实现，但考虑到电机需要带动螺旋桨且要求高可靠性，预定位法结合三段式外同步变频方式被选中。这个过程分为转子预定位（通过确定功率开关电路的状态使转子到达预设位置）、加速起动（提供足够的动力让电机加速）和运行状态切换（电机进入正常工作状态）三个阶段。 此外，文中还重点解决了电机平稳快速起动的问题，这涉及到控制算法的设计，确保在短时间内提供足够的扭矩来驱动螺旋桨并达到期望的飞行性能。同时，由于无位置传感器的存在，如何准确获取电机转子的位置信号也是一项关键技术，这对于保持飞行器的姿态控制至关重要。 通过实验证明，作者设计的无刷直流电机驱动系统能够有效地应对这些挑战，实现了quad-rotor飞行器对高速、高精度控制的需求，提高了系统的可靠性和稳定性。这种驱动系统的成功设计对于推动quad-rotor技术的发展，特别是在无人机领域的应用，具有重要的理论价值和实际意义。