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1. WO2022000154 - DETERMINATION METHODS FOR MOTOR INCLINATION ANGLE AND INSTALLATION TOLERANCE CONSTRAINTS OF MULTI-ROTOR UNMANNED AERIAL VEHICLE

Publication Number WO/2022/000154
Publication Date 06.01.2022
International Application No. PCT/CN2020/098702
International Filing Date 29.06.2020
IPC
G05D 1/08 2006.1
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
1Control of position, course, altitude, or attitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
B64D 27/26 2006.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLYING SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
27Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
26Aircraft characterised by construction of power-plant mounting
Applicants
  • 拓攻(南京)机器人有限公司 TOPXGUN (NAN JING) ROBOTICS CO., LTD [CN]/[CN]
Inventors
  • 孟晨 MENG, Chen
  • 蒋元庆 JIANG, Yuanqing
Agents
  • 南京泰普专利代理事务所(普通合伙) NANJING TAIPU PATENT AGENCY (GENERAL PARTNERSHIP)
Priority Data
202010597025.X28.06.2020CN
Publication Language Chinese (zh)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) DETERMINATION METHODS FOR MOTOR INCLINATION ANGLE AND INSTALLATION TOLERANCE CONSTRAINTS OF MULTI-ROTOR UNMANNED AERIAL VEHICLE
(FR) PROCÉDÉS DE DÉTERMINATION D’ANGLE D’INCLINAISON DE MOTEUR ET DE CONTRAINTES DE TOLÉRANCE D’INSTALLATION DE VÉHICULE AÉRIEN SANS PILOTE MULTIROTOR
(ZH) 一种多旋翼无人机电机倾角及安装公差约束确定方法
Abstract
(EN) Determination methods for a motor inclination angle and installation tolerance constraints of a multi-rotor unmanned aerial vehicle, specifically comprising the following steps: step 1, formulating flight control design indexes according to controllability requirements of attitude channel control distribution and performance requirements of yaw response; step 2, establishing a yaw channel kinetic model having a motor inclination angle according to a motor tension curve and a torque curve of a whole machine and some machine type parameters; step 3, determining the motor inclination angle according to the yaw channel kinetic model and the flight control design indexes; and step 4, determining an inclination angle installation tolerance range according to the motor inclination angle and a hovering state maximum motor rotating speed difference design index. An installation inclination angle of a motor is quantitatively determined, so that the yaw response is accelerated, the yaw anti-interference capability is enhanced, and the control quality is improved; the rotating speed difference required by yawing is reduced, and the control allowance of pitching and rolling channels is increased. The tolerance constraints at inclination angle in motor installation are determined, so that the risk of unbalance of the rotating speed of a motor is reduced, and the flight control quality is improved.
(FR) L’invention concerne des procédés de détermination d’un angle d’inclinaison de moteur et de contraintes de tolérance d’installation d’un véhicule aérien sans pilote multirotor, dont les étapes consistent spécifiquement : étape 1, à formuler des index de conception de commande de vol en fonction d’exigences de contrôlabilité de répartition de commande de canal d’attitude et d’exigences de performance de réponse de lacet ; étape 2, à établir un modèle cinétique de canal de lacet ayant un angle d’inclinaison de moteur en fonction d’une courbe de tension de moteur et une courbe de couple d’une machine entière et de paramètres de type de machine ; étape 3, à déterminer l’angle d’inclinaison de moteur en fonction du modèle cinétique de canal de lacet et des index de conception de commande de vol ; et étape 4, à déterminer une plage de tolérance d’installation d’angle d’inclinaison en fonction de l’angle d’inclinaison de moteur et d’un index de conception de différence de vitesse maximale de rotation de moteur d’état de vol stationnaire. Un angle d’inclinaison d’installation d’un moteur est déterminé quantitativement, de sorte que la réponse de lacet est accélérée, que la capacité anti-interférences de lacet est renforcée, et que la qualité de commande est améliorée ; la différence de vitesse de rotation requise par la manœuvre de lacet est réduite, et l’allocation de commande de canaux d’inclinaison et de roulis est accrue. Les contraintes de tolérance d’angle d’inclinaison de l’installation de moteur sont déterminées, de sorte que le risque de déséquilibre de la vitesse de rotation d’un moteur est réduit, et que la qualité de commande de vol est améliorée.
(ZH) 一种多旋翼无人机电机倾角及安装公差约束确定方法。具体包括如下步骤:步骤1、根据姿态通道控制分配的可控性要求和偏航响应的性能要求制定飞控设计指标;步骤2、根据整机的电机拉力曲线和扭矩曲线以及部分机型参数建立带有电机倾角的偏航通道动力学模型;步骤3、根据偏航通道动力学模型和飞控设计指标确定电机倾角;步骤4、根据电机倾角和悬停状态最大电机转速差设计指标确定倾角安装公差范围。通过对电机安装倾角进行定量确定,从而加快偏航响应,增强偏航抗干扰能力,提升控制品质;减少偏航所需转速差,提高俯仰和滚转通道的控制余量。通过确定电机倾角安装时的公差约束,从而降低电机转速不平衡的风险,提升飞行控制品质。
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