四轴飞行器无刷直流电机驱动技术研究.pdf

2013年8月15日 现代电子技术 Aug.2013 第36卷第16期 ModernElectronicsTechnique Vol.36No.16 152 152 四轴飞行器无刷直流电机驱动技术研究 陈李文，马国军，张家栋 （江苏科技大学 电子信息学院，江苏 镇江 212003） 摘 要：针对四轴飞行器无位置传感器无刷直流电机的驱动控制，设计开发了三相六臂全桥驱动电路及控制程序。 ATMEGA16单片机作为控制核心，利用反电势过零点检测轮流导通驱动电路的6个MOSFET实现换向；直流无刷电机控制 程序完成MOSFET上电自检、电机启动软件控制，PWM电机转速控制以及电路保护功能。实践证明，该设计电路结构简单， 成本低、电机运行稳定可靠，实现了电机连续运转。 关键词：无刷直流电机；脉冲宽度调制；驱动技术；四轴飞行器 中图分类号：TN710.2⁃34 文献标识码：A 文章编号：1004⁃373X（2013）16⁃0152⁃03 Drive control technology of BLDC motor for quadcopters CHENLi⁃wen，MAGuo⁃jun，ZHANGJia⁃dong （CollegeofElectronicInformation，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang 212003，China） Abstract ：Thethree⁃phasesix⁃armfull⁃bridgedrivercircuitandcontrolprogramweredesignedanddevelopedforthedrive controlofsensorlessbrushlessDCmotor （BLDCM）ofquadcopter.TheATMEGA 16 microcontrollerisusedasthecontrolcen⁃ ter.ThebackEMFandzerocrossingtimeisdetectedtoturnon/offthe 6 MOSFETsinthedrivercircuit.Thepower⁃onself⁃test ofMOSFET，controlofmotorsoftwarecontrol，rotationalspeedcontrolofPWM motorandcircuitprotectionfunctionarere⁃ alizedbyBLDCMcontrolprogram.Thepracticeprovesthatthedesignedcircuitstructureissimpleandthecostislow.Themo⁃ torrunsreliableandcontinuously. Keywords ：brushlessdirectcurrentmotor；pulsewidthmodulation；drivetechnology；quadcopter [1] 近年来，四轴飞行器的研究和应用范围逐步扩大 ， 各相的反电势过零点来判断转子位置。而基于电机三 它采用四个无刷直流电机作为其动力来源。无刷直流 相绕组端电压变化规律的电机电流换向理论[9] ，可以大 电机为外转子结构，直接驱动螺旋桨高速旋转。 大提高系统控制精度。 无刷主流电机的驱动控制方式主要分为有位置传 本文无刷直流电机的