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力矩式自整角机实验数据(简要说明力矩式自整角

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-01 09:28   点击:220  编辑:admin   手机版

1. 简要说明力矩式自整角接收机

一般来说,无人机有飞行器机架、飞行控制系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器和云台相机等6大构成部分。

1. 飞行器机架

飞行器机架的大小,取决于桨翼的尺寸及电机(马达/马达)的体积:桨翼愈长,马达愈大,机架大小便会随之而增加。机架一般采用轻物料制造为主,以减轻无人机的负载量。

2. 飞行控制系统

飞行控制系统,简称飞控,一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器。无人机便是依靠这些传感器来稳定机体,再配合GPS及气压计数据,便可把无人机锁定在指定的位置及高度。

3. 推进系统

无人机的推动系统主要由桨翼和马达所组成。当桨翼旋转时,便可以产生反作用力来带动机体飞行。系统内设有电调控制器,用于调节马达的转速。

4. 遥控器

让航拍玩家透过远程控制技术来操控无人机的飞行动作。

5. 遥控信号接收器

主要作用是让飞行器接收由遥控器发出的遥控指令信号。4轴无人机起码要有4条频道来传送信号,以便分别控制前后左右4组旋轴和马达。

6. 云台相机

云台是整个航拍系统中最重要的部件,航拍视频的画面是否稳定,便全要看云台的表现如何。云台一般会内置有两组电机,分别负责云台的上下摆动和左右摇动,让架设在云台上的摄像机可维持旋转轴不变,令航拍画面不会因飞行器震动而晃动起来。

3.无人机飞行原理是什么?

以直升机为例,根据牛顿第三定律,旋翼在旋转的同时,也会同时向电机施加一个反作用力(反扭矩),促使电机向反方向旋转。现在的直升机都会带一个小尾巴,在水平方向上施加一个力,去抵消这种反作用力,保持直升机机身的稳定。

同理,四旋翼飞行器的螺旋桨也会产生这样的力。在四旋翼飞机的四个螺旋桨中,相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的,以避免飞机疯狂自旋。

2. 简要说明力矩式自整角接收机中的整步转矩是怎样产生的

转速计算:拿1.8度的步进电机来说,整步运行时转一圈360度需要360/1.8=200步。每秒200步就是每秒一转。以此类推。

细分举例来说:1/2细分就是360/1.8/(1/2)=400步。这样给同样的脉冲数转速就慢一半。

静态电流就是电机不转的时候绕组通过的电流,提供锁止转矩,静态电流为0时锁止转矩接近于0。

动态电流就是电机旋转时候绕组通过的电流。

静/动态电流越大发热约厉害,这个地球人都知道哈!

单/双脉冲模式:这个驱动器的功能是为了配合控制源来说的。1:单脉冲模式就是clock/脉冲输入(频率高则转速快)一直有,direction/方向输入用高低电平来控制!又称为clock-direction mode即脉冲-方向控制方式2:双脉冲模式就是指脉冲输入和方向输入两路都采用脉冲输入,只是一路是正向脉冲,一路是反向脉冲!一般称为正向脉冲+反向脉冲控制方式。

3. 力矩式自整角机输出特性

风来自北方叫做北风。

北风天就是我国冬季盛行西北风,南风天就是夏季盛行东南风。由于西北风来自西伯利亚,所以寒冷干燥;东南风来自海洋,所以比较湿润。

风从北面刮过来的是北风天 ,天气凉爽 ,大多会是晴天。风从南面刮过来的是南风天 ,空气潮湿 温暖。大多为阴雨天。

扩展资料

风向测量

测定风向的仪器之一为风向标,它一般离地面10-12米高,如果附近有障碍物,其安置高度至少要高出障碍物6米以上,并且指北的短棒要正对北方。

风向箭头指在哪个方向,就表示当时刮什么方向的风。测风器上还有一块长方形的风压板(重型的重800克,轻型的重200克),风压板旁边装一个弧形框子,框上有长短齿。风压板扬起所过长短齿的数目,表示风力大小。

风向标和气流方向有一定的夹角时,气流对风向标尾翼产生一个压力F。其大小正比于风标几何形状在气流方向垂直面上的投影,风标头部迎风面积小,尾翼迎风面积大。

由这个压力差在垂直风标方向上的分力f产生风压力矩使风标绕垂直轴旋转,直到风标与气流平行。从风向标与固定主方位指示杆之间的相对位置就可以很容易观测出风向。

风标通过垂直轴、角度传感器将风向信号传递出去,传送和指示风向标所在方位的方法很多,有电触点盘、环形电位、自整角机和光电码盘4种类型,其中最常用的是光电码盘。

4. 力矩式自整角机和控制式自整角机

我试过,这种系统永磁三相的转速比较高的时候正常运转,转速低的时候容易丢步,可以买俩小的航模电机试试,原理也显而易见,转速低电流和力矩就不大。如果励磁是同一个交流电源供电就和自整角机有些类似,应该保证同步(但可能存在一定的震荡),没试过。

5. 力矩式自整角机的静态误差

现在执行手表的行业标准里规定,通常机械手表的误差是在30秒/日内,石英手表的误差是在0.5秒/日内。误差标准要按天计算,而实际佩带手表中误差当然会累计。

机械手表的走时精度,可以说每时每刻都在变化中,影响机械手表精度的最大因素,就是摆轮的摆幅。摆幅主要受发条力矩的大小(弦的松和满)和位置的变化影响,在不同的摆幅下,手表就有不同的瞬时日差,也就是说它的精度始终是在动态变化中的。石英手表的精度主要受温度的影响最大,在摄氏25度的时候,精度最准,而温度无论是升高还是降低,其结果都会使手表走慢。

机械手表误差主要源于等时误差和位置误差,实际上误差和摆轮的摆幅大小有很大关系。我也看见过一些很细心的人,对自己的手表做过观察和实验,还把每天的走时误差都做了记录,有些人对机械手表的精度有很高的要求,其实,一只手表一天有10秒内的误差那已经是相当准确了,但是还有人认为不够精确。

6. 某对力矩式自整角机接线图如图所示

● 控制电动机

1无刷直流电动机

无刷直流电机(BLDCM)是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲是交流伺服电动机的一种。

无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。

这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。

2 步进电动机

所谓步进电动机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。目前,比较常用的步进电动机包括反应式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、混合式步进电动机(HB)和单相式步进电动机等。

步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机;所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。由于步进电动机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,所以步进电动机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电动机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。

除了在数控机床上的应用,步进电机也可以用在其他的机械上,比如作为自动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以应用在打印机和绘图仪中。

此外,步进电动机也存在许多缺陷;由于步进电机存在空载启动频率,所以步进电机可以低速正常运转,但若高于一定速度时就无法启动,并伴有尖锐的啸叫声;不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大,细分数越大精度越难控制;并且,步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。

3伺服电动机

伺服电动机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。

伺服电动机有直流和交流之分;最早的伺服电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电动机。目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。

旋转电机的分类,直流伺服电动机在机械特性上能够很好的满足控制系统的要求,但是由于换向器的存在,存在许多的不足:换向器与电刷之间易产生火花,干扰驱动器工作,不能应用在有可燃气体的场合;电刷和换向器存在摩擦,会产生较大的死区;结构复杂,维护比较困难。

交流伺服电动机本质上是一种两相异步电动机,其控制方法主要有三种:幅值控制、相位控制和幅相控制。

一般地,伺服电动机要求电动机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;电动机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电动机主要应用在各种运动控制系统中,尤其是随动系统。

4力矩电动机

所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。

其中,直流力矩电动机的自感电抗很小,所以响应性很好;其输出力矩与输入电流成正比,与转子的速度和位置无关;它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速,所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比,并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。

交流力矩电动机又可以分为同步和异步两种,目前常用的是鼠笼型异步力矩电动机,它具有低转速和大力矩的特点。一般地,在纺织工业中经常使用交流力矩电动机,其工作原理和结构和单相异步电动机的相同,但是由于鼠笼型转子的电阻较大,所以其机械特性较软。

5开关磁阻电动机

开关磁阻电动机是一种新型调速电动机,结构极其简单且坚固,成本低,调速性能优异,是传统控制电动机强有力竞争者,具有强大的市场潜力。

● 功率电动机

1 直流电动机

直流电动机是出现最早的电动机,大约在19世纪末,其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机有较好的控制特性直流电动机在结构、价格、维护方面都不如交流电动机,但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案,而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点,所以目前直流电动机的应用仍然很广泛,尤其在可控硅直流电源出现以后。

2 异步电动机

异步电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩而实现能量转换的一种交流电机。异步电动机一般为系列产品,品种规格繁多,其在所有的电动机中应用最为广泛,需量最大;目前,在电力传动中大约有90%的机械使用交流异步电动机,所以,其用电量约占总电力负荷的一半以上。

异步电动机具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠以及质量较小,成本较低等优点。并且,异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。

在异步电动机中较为常见的是单相异步电动机和三相异步电动机,其中三相异步电动机是异步电动机的主体。而单相异步电动机一般用于三相电源不方便的地方,大部分是微型和小容量的电机,在家用电器中应用比较多,例如电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。

3 同步电动机

所谓同步电动机就是在交流电的驱动下,转子与定子的旋转磁场同步运行的电动机。同步电动机的定子和异步电动机的完全一样;但其转子有“凸极式”和“隐极式”两种。凸极式转子的同步电动机结构简单、制造方便,但是机械强度较低,适用于低速运行场合;隐极式同步电动机制造工艺复杂,但机械强度高,适用于高速运行场合。

同步电动机的工作特性与所有的电动机一样, 同步电动机也具有“可逆行”,即它能按发电机方式运行,也可以按电动机方式运行。

同步电动机主要用于大型机械,如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设备或者充当控制元件;其中三相同步电动机是其主体。此外,还可以当调相机使用,向电网输送电感性或者电容性无功功率。

●信号电机

1 位置信号电机

目前,最有代表性的位置信号电机:旋转变压器、感应同步器和自整角机。

旋转变压器本质上是可以随意改变一次绕组和二次绕组耦合程度的变压器。其结构和绕线式异步电动机相同,定子和转子各有两组相互垂直的分布绕组,转子绕组利用滑环和电刷与外电路联接。当一次绕组励磁以后,二次绕组的输出电压和转子的转角成正弦、余弦、线性或者其他函数关系,可以用于计算装置中的坐标变换和三角运算,还可以在控制系统中作为角度数据传输和移相器使用。

感应同步器是一种高精度的位置或角度检测元件,有圆盘式和直线式两种。圆盘式感应同步器用来测量转角位置;而直线式感应同步器用来测量线位移。

自整角机是一种感应式机电元件,被广泛地应用于随动系统中,作为角度传输、变换和指示的装置。在控制系统中经常两台或者多台联合使用,使机械上互不相连的两根或多根轴能够自动地保持相同的转角变化,或者同步旋转。

2 速度信号电机

最有代表性的速度信号电机是测速发电机,其实质上是一种将转速变换为电信号的机电磁元件,其输出电压与转速成正比。从工作原理上讲,它属于“发电机”的范畴。测速发电机在控制系统中主要作为阻尼元件、微分元件、积分元件和测速元件来使用。

测速发电机有直流和交流之分;而直流测速发电机又有他励和永磁之分,其结构和工作原理与小功率直流发电机相同,通常输出功率较小,作为计算元件时要求其输出电压的线性误差和温度误差低于一个上限。而交流测速发电机又有同步和异步之分;同步测速发电机包括:永磁式、感应式和脉冲式;异步测速发电机应用最广泛的是杯型转子异步测速发电机。

7. 一对力矩式自整角机如图5-24所示,画出接收机转子

原理: 无刷电调,输入的是直流电,通过一个滤波电容稳定电压。然后分成俩两路,一路是电调的BEC使用,BEC是给接收机与电调自身单片机供电使用的,输出至接收机的电源线就是信号线上的红线和黑线,另一路是介入MOS管使用,在这里,电调上电,单片机开始启动,驱动MOS管震动,使电机发出滴滴滴的声音

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