本發(fā)明涉及電機速度調節(jié)，具體涉及一種用于雙電機推進系統(tǒng)的控制調節(jié)方法。

背景技術：

1、雙電機推進系統(tǒng)指使用兩個電動機來提供動力的系統(tǒng)，雙電機推進系統(tǒng)應用在四旋翼無人機是指無人機的每個旋翼有兩個電動機提供推力，從而對無人機進行飛行控制。對四旋翼無人機進行旋轉控制時會產生離心力，導致對無人機的旋轉控制存在誤差，因此需要對四旋翼無人機的雙電機推進系統(tǒng)進行控制調節(jié)。

2、使用雙電機推進系統(tǒng)的四旋翼無人機的每個旋翼有一個主電機與副電機，通常使用主電機為無人機提供推力，利用副電機對主電機進行旋轉控制時產生的離心力進行前饋補償，實現對四旋翼無人機的雙電機推進系統(tǒng)進行控制調節(jié)，達到對無人機精確控制的目的。

3、由于環(huán)境中存在風與沙等因素影響，四旋翼無人機繞特定點即預設旋轉中心做出的旋轉運動并不標準，導致四旋翼無人機進行旋轉運動的實際旋轉中心與預設旋轉中心的位置存在偏差，則基于預設旋轉中心確定的旋轉半徑存在誤差，使主電機進行旋轉控制時產生的離心力不準確，進而對雙電機推進系統(tǒng)進行控制調節(jié)的準確度較低。

技術實現思路

1、為了解決無人機進行旋轉運動的實際旋轉中心與預設旋轉中心的位置存在偏差，導致對雙電機推進系統(tǒng)的控制調節(jié)進行準確度較低的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于雙電機推進系統(tǒng)的控制調節(jié)方法，所采用的技術方案具體如下：

2、本發(fā)明提出了一種用于雙電機推進系統(tǒng)的控制調節(jié)方法，所述方法包括：

3、獲取執(zhí)行同一旋轉指令的若干個使用雙電機推進系統(tǒng)的四旋翼無人機的主電機在測試時間段內每個時刻的角速度數據；

4、根據每個四旋翼無人機呈對角分布的主電機在每個時刻的角速度數據的差異，以及主電機在每個時刻的角速度數據，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的合乎指令平衡值；

5、獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的疑似旋轉中心；利用所述疑似旋轉中心對應時刻的所述合乎指令平衡值調整對應疑似旋轉中心，得到每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的實際旋轉中心，基于所述實際旋轉中心獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的初始離心力；

6、根據四旋翼無人機在測試時間段內所有時刻的所述合乎指令平衡值與所述初始離心力，對使用雙電機推進系統(tǒng)的四旋翼無人機的副電機進行控制調節(jié)。

7、進一步地，所述根據每個四旋翼無人機呈對角分布的主電機在每個時刻的角速度數據的差異，以及主電機在每個時刻的角速度數據，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的合乎指令平衡值，包括：

8、根據每個四旋翼無人機呈對角分布的主電機在每個時刻的角速度數據的差異，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的轉速對稱值；

9、設置四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個主電機的角速度預設數據；根據每個四旋翼無人機的主電機在每個時刻的角速度數據與角速度預設數據的差異，以及所述轉速對稱值，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的合乎指令平衡值。

10、進一步地，所述獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的轉速對稱值，包括：

11、由每個四旋翼無人機呈對角分布的兩個主電機構成對角電機對；每個四旋翼無人機有兩個對角電機對；

12、將每個四旋翼無人機的每個對角電機對中兩個主電機在每個時刻的角速度數據的差值絕對值，作為對應對角電機對在每個時刻的對角速度差異值；

13、對每個四旋翼無人機的所有對角電機對的所述對角速度差異值的累加和進行負相關并歸一化處理，得到每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的轉速對稱值。

14、進一步地，所述獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的合乎指令平衡值，包括：

15、從每個四旋翼無人機的主電機中任選兩個相鄰主電機記為分析電機；

16、將每個四旋翼無人機的同一分析電機在每個時刻的角速度數據與所述角速度預設數據的差值絕對值的累加和，作為每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的指令合乎值；

17、根據所述指令合乎值與所述轉速對稱值，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個時刻的合乎指令平衡值；所述指令合乎值與所述合乎指令平衡值為負相關關系，所述轉速對稱值與所述合乎指令平衡值為正相關關系。

18、進一步地，所述獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的疑似旋轉中心，包括：

19、從測試時間段內任選若干個分析時刻；獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時每個分析時刻的位置點；

20、對每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時分析時刻的位置點進行曲線擬合，得到運動軌跡線；獲取所述運動軌跡線上每個分析時刻的位置點的垂線，記為對應分析時刻的分析線；

21、將每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時所有分析時刻的所述分析線的交點，記為每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的疑似旋轉中心。

22、進一步地，所述每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的實際旋轉中心的獲取方法，包括：

23、對于每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的疑似旋轉中心，將經過每個疑似旋轉中心的所述分析線對應的分析時刻，記為對應疑似旋轉中心的目標時刻；根據每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的每個疑似旋轉中心的所有目標時刻的所述合乎指令平衡值，以及所述疑似旋轉中心的異常程度，獲取每個疑似旋轉中心的旋轉半徑貢獻值；

24、基于每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的所有疑似旋轉中心的所述旋轉半徑貢獻值，對每個疑似旋轉中心的所述旋轉半徑貢獻值進行歸一化，獲取每個疑似旋轉中心的貢獻權重；根據所述貢獻權重將所有疑似旋轉中心的每個維度的數值進行加權求和，將每個維度的加權求和的結果作為每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的實際旋轉中心的每個維度的數值。

25、進一步地，所述獲取所述疑似旋轉中心的旋轉半徑貢獻值，包括：

26、將每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的每個疑似旋轉中心的所有目標時刻的所述合乎指令平衡值的均值，作為對應疑似旋轉中心的合乎指令集中值；利用局部異常因子算法獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的每個疑似旋轉中心的lof值；

27、根據所述合乎指令集中值與所述lof值，獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的每個疑似旋轉中心的旋轉半徑貢獻值；所述合乎指令集中值與所述旋轉半徑貢獻值為正相關關系，所述lof值與所述旋轉半徑貢獻值為負相關關系。

28、進一步地，所述根據四旋翼無人機在測試時間段內所有時刻的所述合乎指令平衡值與所述初始離心力，對使用雙電機推進系統(tǒng)的四旋翼無人機的副電機進行控制調節(jié)，包括：

29、根據所有四旋翼無人機在測試時間段內所有時刻的所述合乎指令平衡值與所述初始離心力，獲取四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的綜合離心力；

30、基于所述綜合離心力，利用mpc算法對使用雙電機推進系統(tǒng)的四旋翼無人機的副電機進行控制調節(jié)。

31、進一步地，所述獲取四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的綜合離心力，包括：

32、將每個四旋翼無人機在測試時間段內所有時刻的合乎指令平衡值的均值，作為每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令的系統(tǒng)平衡值；

33、基于所有四旋翼無人機的所述系統(tǒng)平衡值，對每個四旋翼無人機的所述系統(tǒng)平衡值進行歸一化，獲取每個四旋翼無人機的平衡權重；根據所述平衡權重將所有四旋翼無人機的所述初始離心力進行加權求和，獲取四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的綜合離心力。

34、進一步地，所述基于所述實際旋轉中心獲取每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的初始離心力，包括：

35、將每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的初始位置與所述實際旋轉中心之間的距離，作為每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的旋轉半徑；

36、將每個四旋翼無人機對應的所述運動軌跡線的兩個端點分別與所述實際旋轉中心進行連接，得到每個四旋翼無人機的兩條基準線段；將兩條所述基準線段之間的夾角與測試時間段的時長的比值，作為每個四旋翼無人機的基準角速度；

37、獲取四旋翼無人機的質量，結合所述旋轉半徑與所述基準角速度，得到每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的初始離心力。

38、本發(fā)明具有如下有益效果：

39、在本發(fā)明實施例中，由于無人機飛行過程中存在風等因素干擾，導致四旋翼無人機在飛行過程中呈對角分布的主電機的轉速存在差異且主電機的轉速與標準轉速存在偏差，結合據四旋翼無人機呈對角分布的主電機在每個時刻的角速度數據的差異，以及主電機在每個時刻的角速度數據，分析四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時的飛行狀態(tài)符合理想飛行狀態(tài)的程度，得到合乎指令平衡值；由于風等干擾導致無人機的旋轉運動不標準，則無人機的旋轉運動存在多個疑似旋轉中心，合乎指令平衡值呈現無人機的每個時刻的信息的準確性，利用合乎指令平衡值調整疑似旋轉中心，使得到的實際旋轉中心更加準確，進而使每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時產生的初始離心力越準確；合乎指令平衡值呈現無人機的每個時刻的信息的準確性，利用其確定每個四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時主電機的初始離心力對最終離心力的貢獻程度，使最終確定的四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時產生的離心力更符合實際情況且準確；利用四旋翼無人機執(zhí)行旋轉指令時產生的最終的離心力對四旋翼無人機的副電機進行控制調節(jié)，使副電機對主電機旋轉產生的離心力進行補償，使無人機在執(zhí)行旋轉動作時能夠保持姿態(tài)穩(wěn)定性和航向控制精確性，提高無人機在復雜環(huán)境中的飛行穩(wěn)定性。