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那种用空心杯的四轴飞行器是如何驱动 的

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这种不需要无刷电机,是如何驱动?

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沙发
xixi2017|  楼主 | 2025-4-28 16:43 | 只看该作者
这种 不需要电调吧?

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板凳
wahahaheihei| | 2025-4-28 16:46 | 只看该作者
空心杯四轴飞行器的驱动系统确实与常规无刷电机方案有显著差异,其核心在于采用有刷直流电机(空心杯电机)的简化驱动架构。以下从专业角度解析其技术实现:
动力系统组成对比


空心杯驱动关键技术
直接PWM调制方案:
采用AO3400等SOT23封装MOSFET构建H桥,占空比分辨率通常只需8bit
典型电路参数:
R_{DS(on)} < 100mΩ @2.5Vgs
t_{rise} < 100ns
Vbat=3.7V时效率>85%


机械特性补偿:
因空心杯电机转速可达60000RPM(无负载),需在控制算法中加入:
// 典型PID参数范围
motor.kp = 0.8-1.2;  // 抑制转速超调
motor.ki = 0.05-0.1; // 补偿铜损压降

motor.kd = 0.3-0.5;  // 抑制机械振动




系统优势分析


重量优化:单个驱动电路仅0.8-1.2g(含PCB)


响应速度:阶跃响应时间<15ms(无刷方案通常>30ms)



成本构成:BOM成本降低60-70%

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地板
wahahaheihei| | 2025-4-28 16:47 | 只看该作者
实际应用限制

寿命周期:典型连续工作寿命200-300小时(无刷电机可达2000+小时)

动态性能:最大推力变化率受限(约50N/s vs 无刷的200N/s)

电磁兼容:碳刷火花产生30-50MHz宽频干扰,需做:

电机并联103陶瓷电容

电源端π型滤波(10μH+2×100μF)

先进改进方案(如Eachine E010等产品)

采用铜石墨合金电刷:将寿命延长至500小时

磁编码器反馈:实现2000cpr的闭环控制

3D打印斜极转子:降低齿槽转矩波动40%

这种架构特别适合微型室内四轴飞行器(轴距<80mm),其推重比仍可达到3:1。

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wahahaheihei| | 2025-4-28 16:48 | 只看该作者
这种控制 方案是非常适合入门的。

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6
LcwSwust| | 2025-4-28 16:52 | 只看该作者

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7
maqianqu| | 2025-5-3 21:57 | 只看该作者
采用MPU6050惯性测量单元,集成三轴陀螺仪和三轴加速度计,能精确测量飞行器姿态和动作,为飞控程序提供实时数据。

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8
bestwell| | 2025-5-3 23:02 | 只看该作者
传感器数据通过单片机进行处理,用于调整电机转速,实现姿态控制。

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9
everyrobin| | 2025-5-4 00:35 | 只看该作者
单片机通过输出PWM波信号控制MOS管栅极,实现电机转速调节。PWM波占空比越大,电机转速越快。

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10
alvpeg| | 2025-5-4 05:35 | 只看该作者
由于单片机的IO口输出电流较小,不能直接驱动电机,因此需要使用驱动电路。常见的驱动电路包括MOSFET H桥或专用电机驱动芯片

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11
jkl21| | 2025-5-4 19:37 | 只看该作者
通过H桥电路控制电机正反转及PWM调速。

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12
uiint| | 2025-5-4 22:38 | 只看该作者
四轴飞行器需要稳定的电源供应,通常使用锂电池。电源管理电路负责将电池电压转换为适合电机和单片机工作的电压。

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13
hilahope| | 2025-5-6 10:08 | 只看该作者
单片机通过PWM(脉宽调制)信号控制空心杯电机的转速。PWM信号的占空比决定了电机在一个周期内的平均电压,从而控制转速

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14
i1mcu| | 2025-5-6 11:58 | 只看该作者
MPU6050读取的原始加速度和角速度数据,需通过滤波算法(如互补滤波、数字低通滤波等)处理,得到准确的姿态角度。可采用四元数算法计算欧拉角,实时反映飞行器姿态。

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15
timfordlare| | 2025-5-6 13:46 | 只看该作者
由于单片机I/O口无法直接提供足够的电流驱动空心杯电机,需要使用场效应管作为开关

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16
lzmm| | 2025-5-6 15:37 | 只看该作者
对于空心杯电机,通常使用MOSFET作为电子开关,通过PWM信号控制MOSFET的通断,从而调节电机的转速。

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17
pentruman| | 2025-5-6 17:43 | 只看该作者
由于空心杯电机性能差异,需要单独校准每个电机的PWM中心值

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18
louliana| | 2025-5-6 19:28 | 只看该作者
使用N沟道MOS管作为电子开关,控制电机电源通断。

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19
gygp| | 2025-5-6 21:11 | 只看该作者
单片机通过生成PWM(脉宽调制)信号来控制电机的速度。每个电机需要一个独立的PWM信号。

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20
xixi2017|  楼主 | 2025-5-18 20:24 | 只看该作者
那种很便宜的都是这样的

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