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申请/专利权人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所

摘要：本发明公开一种用于微型扑翼飞行器双直流电机的无相位差控制系统，涉及电机控制领域。包括控制器模块、两组电机驱动模块以及两组传感器模块，控制器模块采用MCU芯片，传感器模块采用三轴霍尔传感器和磁铁，三轴霍尔传感器测量位于扑动机构输出轴上磁铁的磁场强度数据，MCU芯片通过SPI总线读取三轴霍尔传感器中保存的磁场强度数据，MCU芯片通过磁场强度数据获取当前时刻扑翼的位置信息，并通过控制程序输出PWM信号，电机驱动模块根据PWM信号改变直流电机转速。本发明实现了左右扑翼相同频率下的无相位差扑动，本发明具有无接触测量和结构简单的优点。

主权项：1.一种用于微型扑翼飞行器双直流电机的无相位差控制系统，包括：控制器模块、两组电机驱动模块以及两组传感器模块，两组电机驱动模块分别接收控制器模块产生的变脉冲信号，分别驱动左、右电机运行，左电机通过左扑动机构驱动左扑翼扑动，右电机通过右扑动机构驱动右扑翼扑动，控制器模块通过串口与外部设备通信，接收来自外部设备的指令，控制器模块包括MCU芯片，电机驱动模块包括场效应管，其特征在于：所述的传感器模块包括三轴霍尔传感器和磁铁，在左、右扑动机构的输出轴上均安装有一块电磁铁，分别通过两个三轴霍尔传感器采集左、右扑翼位置信息，所述的控制器模块与两个三轴霍尔传感器通过SPI总线进行电信号连接，所述的MCU芯片运行有两个相互独立的左、右电机控制子程序，分别对应左、右电机的控制，左电机控制子程序能够设定通道一的PWM信号的占宽比，右电机控制子程序能够设定通道二的PWM信号的占宽比；其中，两个通道的PWM信号脉宽周期与控制周期相同；控制器模块根据串口接收到外部输入的扑动频率信息，根据扑翼飞行器输出的扑翼位置与电机角度间的函数关系，生成一条期望扑翼运动曲线，并将生成的期望扑翼运动曲线作为位置指令分别输入到左、右电机控制子程序中，同时所述的MCU芯片通过SPI总线读取两个三轴霍尔传感器传输来的三轴磁场强度大小，进而得出三轴霍尔传感器处的磁场强度方向，从而获取对应的左、右扑翼的位置信息；根据扑翼位置与电机角度间的函数关系，得到电机的角度信息，通过电机角度增量除以控制周期得到电机转速，将获取的左、右扑翼位置信息和左、右电机转速信息作为反馈信号分别输入到左、右电机控制子程序中；左、右电机控制子程序根据输入的左、右扑翼位置信息和左、右电机转速信息，并于期望的运动曲线相对比，计算得出相应的PWM信号占宽比，并将PWM信号输入到电机驱动模块驱动电机以相应的转速旋转，从而带动左、右扑翼扑动，在扑翼扑动的过程中，固定在扑动机构的输出轴上的磁铁也跟随扑翼进行运动，此时，三轴霍尔传感器的磁场强度方向会因为磁铁的转动而改变，三轴霍尔传感器读取三轴磁场强度并在控制器模块需要的时候传输给控制器，从而完成一个控制周期。

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