本發(fā)明涉及一種動力系統(tǒng)通信領域，尤其涉及的是一種無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)和方法。

背景技術：

目前對于無人機的動力系統(tǒng)傳輸方案，都是由飛行控制器輸出50Hz～400Hz的PWM信號(這種傳輸方案叫PPM協(xié)議)，由電子調(diào)速器或者是舵機解調(diào)PPM信號，從而達到控制無人機的電機或者是舵機的轉速。

這種傳輸方案，這種傳輸方案是使用模擬信號，電子調(diào)速器根據(jù)接收到的高低電平時間之比來判斷速度的快慢，傳輸距離短，缺少校驗以及電機在工作時候會產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，導致電子調(diào)速器和舵機接受到錯誤信號，使其工作不正常，從而導致失控、墜機等風險。

另外這種傳輸方案在飛行控制系統(tǒng)中所占用總線較多，傳統(tǒng)的傳輸方案是使用模擬信號控制，采用的是并行信號，每個電子調(diào)速器都需要單獨占用3根總線，走線復雜。因為傳統(tǒng)傳輸?shù)娘w行控制系統(tǒng)輸出信號為模擬信號，并且電子調(diào)速器只有接收信號接口并沒有發(fā)送接口，因此傳統(tǒng)傳輸方式為單向，無法逆向獲知動力系統(tǒng)工作狀態(tài)，且受頻率限制，電子調(diào)速器刷新周期長，造成控制延時。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供了一種抗干擾能力強，飛行控制系統(tǒng)的端口占用少，傳輸頻率更高的級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：一種級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)，包括飛行控制器總線驅動模塊、驅動總線和電子調(diào)速器；

飛行控制器總線驅動模塊與驅動總線連接，實時通過總線向外發(fā)送調(diào)速信號；

總線驅動模塊一端與飛行控制器總線驅動模塊連接，另外一端采用級聯(lián)連接的方式與多個電子調(diào)速器連接，通過總線將總線驅動模塊發(fā)出的調(diào)速信號傳輸給電子調(diào)速器；

電子調(diào)速器與驅動總線連接，解調(diào)接收到的信號，轉化為PWM信號實時控制電機運轉。

作為優(yōu)化的技術方案，飛行控制器總線驅動模塊基于485收發(fā)器或者CAN收發(fā)器設計。

作為優(yōu)化的技術方案，驅動總線采用雙絞線，雙絞線一端與飛行控制器總線驅動模塊連接，另外一端連接至電子調(diào)速器的通信端口。

作為優(yōu)化的技術方案，飛行控制器總線驅動模塊發(fā)出調(diào)速信號，通過雙絞線傳輸?shù)诫娮诱{(diào)速器，電子調(diào)速器解調(diào)該信號并直接對電機進行控制；

同樣，電子調(diào)速器將動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過驅動總線反饋給飛行控制器總線驅動模塊。

飛行控制器總線驅動模塊用ADM2483差分總線收發(fā)器，ADM2483差分總線收發(fā)器的引腳12和引腳13分別發(fā)送485A和485B信號到電子調(diào)速器上，485A和485B信號的端頭之間接第一TVS管，第二TVS管的端口1接485B信號線，第三TVS管的端口1接485A信號線，第四TVS管的端口1接485B信號線，第四TVS管的端口2接485A信號線，第二TVS管的端口2、第三TVS管的端口2和第四TVS管端口3連接到一起，連接到大地上；

電子調(diào)速器傳回的485A信號和485B信號通過ADM2483差分總線收發(fā)器解調(diào)信號RX、TX送到MCU。

本發(fā)明還公開一種級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制方法，包括下述步驟：飛行控制器總線驅動模塊發(fā)出調(diào)速信號，通過雙絞線傳輸?shù)诫娮诱{(diào)速器，電子調(diào)速器解調(diào)該信號并直接對電機進行控制；同樣，電子調(diào)速器將動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過驅動總線反饋給飛行控制器總線驅動模塊，達到飛行控制器實時監(jiān)測、控制動力系統(tǒng)。

作為優(yōu)化的技術方案，飛行控制器總線驅動模塊基于485收發(fā)器或者CAN收發(fā)器設計，CAN或者485通信方式是雙向通信，由發(fā)送和接收兩個信號組成，CAN總線或者485總線采用差分信號且有數(shù)據(jù)校驗位。

作為優(yōu)化的技術方案，飛行控制器總線驅動模塊用ADM2483差分總線收發(fā)器，ADM2483差分總線收發(fā)器的引腳12和引腳13分別發(fā)送485A和485B信號到電子調(diào)速器上，485A和485B信號的端頭之間接第一TVS管，第二TVS管的端口1接485B信號線，第三TVS管的端口1接485A信號線，第四TVS管的端口1接485B信號線，第四TVS管的端口2接485A信號線，第二TVS管的端口2、第三TVS管的端口2和第四TVS管端口3連接到一起，連接到大地上；

電子調(diào)速器傳回的485A信號和485B信號通過ADM2483差分總線收發(fā)器解調(diào)信號RX、TX送到MCU；

MCU解調(diào)安裝在電子調(diào)速器上的撥碼開關的位置地址信息，其中撥碼開關由人為設定，由單片機IO口讀取撥碼開關的值存為此電子調(diào)速器的地址，控制命令幀由油門信號和地址信息構成，通過判斷命令幀中的地址與控制器的地址得到是否是此調(diào)速器的速度命令，根據(jù)速度命令即刻調(diào)整電機轉速。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點：

1、傳輸距離更長，信號不易受干擾；

2、該總線驅動系統(tǒng)只需要占用2個端口，而傳統(tǒng)方案六旋翼無人機則需要使用18個端口；

3、新的傳輸方案使動力系統(tǒng)刷新速度變得更快，傳統(tǒng)方案通過模擬信號傳輸，一個信號的頻率為400Hz，而新的傳輸方案使用數(shù)字信號傳輸，而一幀數(shù)字信號的頻率可在1兆及其以上，能夠實時、準確將飛行控制系統(tǒng)的調(diào)速信號傳輸給動力系統(tǒng)，從而使無人機系統(tǒng)的姿態(tài)調(diào)整加快，更平穩(wěn)；

4、傳統(tǒng)方案都是單向傳輸，而新的方案為雙向傳輸，電子調(diào)速器可將當前的工作狀態(tài)實時傳輸給飛行控制器，飛行控制器可參考電調(diào)的工作狀態(tài)實現(xiàn)更精準控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)的線路原理圖。

圖2是本發(fā)明級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)的具體實施例線路圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本發(fā)明級聯(lián)式無人機動力系統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)包括飛行控制器總線驅動模塊、驅動總線和電子調(diào)速器。

飛行控制器總線驅動模塊與驅動總線連接，實時通過總線向外發(fā)送調(diào)速信號。

驅動總線一端與飛行控制器總線驅動模塊連接，另外一端采用級聯(lián)連接的方式與多個電子調(diào)速器連接，通過總線將飛行控制器總線驅動模塊發(fā)出的調(diào)速信號傳輸給電子調(diào)速器。

電子調(diào)速器與驅動總線連接，解調(diào)接收到的信號，轉化為PWM信號實時控制電機運轉。

飛行控制器總線驅動模塊一般基于485收發(fā)器或者CAN收發(fā)器設計，485收發(fā)器或者CAN收發(fā)器驅動總線能力強，可長距離驅動多個負載。

驅動總線采用抗干擾能力強的雙絞線，雙絞線一端與飛行控制器總線驅動模塊連接，另外一端連接至電子調(diào)速器的通信端口，如果有多個電子調(diào)速器，可以采用級聯(lián)的連接方式進行連接。如圖1所示。

CAN總線和485總線采用差分信號且有數(shù)據(jù)校驗位，因此傳輸距離更長，抗干擾能力強。另外，CAN總線和485總線分別使用TX(發(fā)送)和RX(接收)兩個信號，在傳輸協(xié)議中帶有地址信號，電子調(diào)速器可通過解析地址信號獲取控制命令，因此，該總線驅動系統(tǒng)只需要占用2個端口，就可以實現(xiàn)傳統(tǒng)方案六旋翼無人機使用18個端口達到的效果。CAN或者485通信方式是雙向通信，由TX(發(fā)送)和RX(接收)兩個信號組成，電子調(diào)速器可將當前的工作狀態(tài)實時傳輸給飛行控制器，飛行控制器可參考電調(diào)的工作狀態(tài)實現(xiàn)更精準控制。

飛行控制器總線驅動模塊發(fā)出調(diào)速信號，通過雙絞線傳輸?shù)诫娮诱{(diào)速器，電子調(diào)速器解調(diào)該信號并直接對電機進行控制。同樣，電子調(diào)速器也可以將動力系統(tǒng)的工作狀態(tài)通過驅動總線反饋給飛行控制器總線驅動模塊，從而達到飛行控制器實時監(jiān)測、控制動力系統(tǒng)。

請參閱圖2所示，該實施例中，采飛行控制器總線驅動模塊用ADM2483差分總線收發(fā)器，ADM2483差分總線收發(fā)器是一款集成式電流隔離器件，適用于多點總線傳輸線路的雙向數(shù)據(jù)通信。ADM2483差分總線收發(fā)器的引腳12和引腳13分別發(fā)送485A和485B信號到電子調(diào)速器上，485A和485B信號的端頭之間接TVS(瞬態(tài)抑制二極管)管TZB8，TVS管TZB6的端口1接485B信號線，TVS管TZB1的端口1接485A信號線，TVS管U4的端口1接485B信號線，TVS管U4的端口2接485A信號線，TVS管TZB6的端口2、TVS管TZB1的端口2和TVS管U4的端口3連接到一起，連接到大地上。設置TVS管TZB1和TVS管TZB6、TVS管U4的作用是抑制總線上的靜電干擾，以防止燒毀電子調(diào)速器。

電子調(diào)速器傳回的485A信號和485B信號通過ADM2483差分總線收發(fā)器解調(diào)信號RX、TX送到MCU，MCU解調(diào)安裝在電子調(diào)速器上的撥碼開關K1的位置地址信息，其中撥碼開關K1由人為設定，由單片機IO口讀取K1的值存為此電子調(diào)速器的地址?？刂泼顜捎烷T信號和地址信息構成，通過判斷命令幀中的地址與控制器的地址可以得到是否是此調(diào)速器的速度命令，根據(jù)速度命令即刻調(diào)整電機轉速。

其中TVS管TZB1和TVS管TZB6的型號為PESD12VL2BT，TVS管U4的型號為SMCJ12CA。

本發(fā)明的傳輸方案使用數(shù)字信號傳輸，一幀數(shù)字信號的頻率可在1兆及其以上，能夠實時、準確將飛行控制系統(tǒng)的調(diào)速信號傳輸給動力系統(tǒng)，從而使無人機系統(tǒng)的姿態(tài)調(diào)整加快，更平穩(wěn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。