小型光电转台直流无刷电机驱动控制的设计与实现

路 新，程道伟，郑 尧

（1.中国电子科技集团公司第三研究所，北京 100015；2.陆航研究所，北京 101121）

0 引 言

航空监视侦查、小型无人机巡检及搜救等应用领域需要小型化甚至微型化的光电转台，以适应载体本身有效载荷小、负载能力有限的场景。在以往光电转台驱动电机选型时，大多选择直流有刷电机作为执行机构。它驱动简单，只需提供可调压直流电源便可以实现驱动控制，但存在换向电刷损耗、摩擦、转子惯量大等缺点，造成同等力矩输出条件下，直流有刷电机的体积、重量要比直流无刷电机大的多，因此小型光电转台的执行机构常选择直流无刷电机。由于无刷电机没有机械换向刷架，需要磁场定向控制才能平滑运行，因此设计了一套适用于旋转半径65 mm小光电转台的基于TMS320F2808的直流无刷电机驱动控制系统，实现了两轴光电转台的速度环、电流环驱动控制。

1 磁场定向控制原理

磁场定向控制的本质是控制电流的幅度和相位，使转子产生的磁场和转子的磁场正交，以产生最大的扭矩，是控制无刷电机平滑运动的关键策略[1-3]。因此高精度无刷电机控制必须包含电流环。

常用的磁场定向控制方法有id=0控制、最大电流转矩比控制、单位功率因数控制以及恒磁链控制。使用最多的是id=0控制，该方法是将电机直轴电流id保持为0，交轴电流iq始终与转子磁场保持90°夹角，电机的转矩此时仅与交轴电流成正比[4-5]。该方法控制结构简单，易于实现，因此得到广泛使用。……