微小型无刷云台电机驱动的研究

郭阳志， 张　婷

(湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430068)



微小型无刷云台电机驱动的研究

郭阳志， 张婷

(湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430068)

[摘要]针对稳定云台具有的频繁正反转、零速保持、负载扰动大的特点，研究了一种适合小型无刷云台的电机驱动，重点研究了磁场定向控制技术在该应用中的使用。采用了非接触式磁编码传感器检测电机转子位置和速度，与姿态传感器解算的角度一起构建角度闭环控制系统，并在电流环中使用单电阻电流采样技术来减少电路的元器件数目。利用MATLAB仿真软件验证了角度、速度、电流闭环控制的可行性。

[关键词]无刷云台；磁场定向控制；磁编码传感器；单相电流采样

图像监控系统目前被广泛应用于航拍、银行监管、小区安防等领域，极大的提高了人们在娱乐、工作和生活中的安全系数[1,2]。原先固定不动的监控设备已不能很好的满足人们对动态监控的需求[1]，增稳云台正是基于此类需求应运而生。

传统云台控制的执行机构大多采用开环结构，仅能在一定程度上实现云台的姿态位置补偿，消振能力极为有限。文献[2-6]选择的舵机、步进电机等传动机构无法满足高响应度和大扭矩输出的能力。无刷直流电机优异的调速性能和较大启动转矩的特点，非常适合高精度的云台控制需求。电机的位置和速度反馈单元采用高精度的非接触式磁编码器，相比光电编码器具有更小的体积和更强的抗震性。……