测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置和方法

摘要

本发明公开了一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置和方法，该装置包括重物平台、桥型应变片、加速度计、红外对管、AD转换模块、电压比较电路、微处理单元、通讯模块和上位机；加速度计置于重物平台上，红外对管安装在重物平台上并朝向电机，桥型应变片置于重物平台底部；电子调速器的5V电源输出为测量装置供电，其控制信号线与微处理单元的PWM输出引脚相连；桥型应变片与AD转换模块相连，红外对管与电压比较电路相连，加速度计、AD转换模块和电压比较电路均与微处理单元相连，微处理单元通过通讯模块与上位机通信；本发明可以用于筛选工作特性一致的电机螺旋桨系统，使得多旋翼无人机的控制不会因电机螺旋桨系统的差异而增加难度。

主权项

一种测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的方法，所述方法在测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置中实现，所测量的电机螺旋桨系统包含电子调速器、电池、电机和螺旋桨，电子调速器与电池相连，将电池电压转换成5V输出；电子调速器与电机相连，螺旋桨安装在电机轴心上；所述测量电机螺旋桨系统工作性能及参数的装置包括重物平台、桥型应变片、加速度计、红外对管、AD转换模块、电压比较电路、微处理单元、通讯模块和上位机；电机固定于重物平台上，电子调速器和加速度计置于重物平台上，红外对管安装在重物平台上并朝向电机，桥型应变片置于重物平台底部；电子调速器的5V电源输出为测量装置供电，其控制信号线与微处理单元的PWM输出引脚相连；桥型应变片与AD转换模块相连，红外对管与电压比较电路相连，加速度计、AD转换模块和电压比较电路均与微处理单元相连，微处理单元通过通讯模块与上位机通信；其特征在于，包括以下步骤：(1)上位机与微处理单元通信，微处理单元输出PWM到电子调速器，启动电机；(2)电机带动螺旋桨转动，产生升力；桥型应变片测量压力信号，通过AD转换模块，将压力测量值传回微处理单元，经微处理单元处理获得升力值；加速度计测量震动信号并发送到微处理单元，经微处理单元处理获得三轴加速度值；红外对管测量电机的转速，通过电压比较电路传回微处理单元，经微处理单元处理获得转速值；(3)微处理单元将处理后得到的升力值、加速度值和转速值打包成数据帧通过通讯模块发送到上位机；(4)上位机将接收到的数据帧解码获得实时的升力值、加速度值、转速值并保存，同时绘制各项数据随时间变化的曲线；根据升力值、转速值与时间的实时曲线图获得电机螺旋桨系统的时间常数、响应时间和稳态值参数；(5)改变PWM值，重复步骤1‑4，获得不同PWM输入下的升力、转速值曲线，从而获得不同转速下电机螺旋桨系统的时间常数、响应时间和稳态值参数；分析最大转速下的加速度值变化曲线，通过比较最大转速下的加速度值变化与设定的阈值，实现对电机螺旋桨系统的性能进行评定。