垂直起降无人机的锁桨控制方法、无人机系统及存储介质与流程

1.本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种垂直起降无人机的锁桨控制方法、无人机系统及存储介质。


背景技术：

2.垂直升降的固定翼机既能够降低对跑道的要求，还能够获得较快的飞行速度。例如，在固定翼机上加升力螺旋桨，当无人机垂直起降时，其固定翼不工作，升力螺旋桨工作，实现无人机的起降功能。当升空完成后，升力螺旋桨停止旋转，固定翼工作，实现无人机的巡航功能。在目前的应用中，升力螺旋桨通过升力电机驱动，当升空完成后，需要将升力螺旋桨锁定在风阻最小的位置，也即升力螺旋桨与无人机挂壁平行的位置。
3.现有技术中公开了在无人机巡航过程中，通过将升力电机的三相短路以刹车锁定电机，使升力螺旋桨锁定在风阻最小的位置，但其存在锁桨力矩不可控的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种垂直起降无人机的锁桨控制方法、系统及存储介质，可自由调节锁桨力矩的大小。
5.一方面，本技术提供一种垂直起降无人机的锁桨控制方法，所述锁桨控制方法包括，
6.获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；
7.根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件；
8.若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；
9.其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
10.在本技术一种可能的实现方式中，所述根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置的步骤包括，
11.获取预设锁桨电压；
12.根据所述预设锁桨电压和电角度得到三相电压控制信号；
13.根据所述三相电压控制信号控制所述升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置。
14.在本技术一种可能的实现方式中，所述获取预设锁桨电压的步骤包括，
15.获取所述无人机的当前运行参数，所述当前运行参数包括所述升力螺旋桨的尺寸、所述无人机的当前空速以及当前仰角中的至少一者；
16.查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压。
17.在本技术一种可能的实现方式中，所述查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，
18.控制所述无人机以所述预设运行参数飞行；
19.调整锁桨电压获得在所述预设运行参数下能够将所述升力螺旋桨固定在所述预设锁桨位置的所述预设锁桨电压；
20.建立所述预设运行参数与所述预设锁桨电压的对应关系，并将所述预设锁桨电压与所述预设运行参数保存至所述预设映射表。
21.在本技术一种可能的实现方式中，所述根据所述预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件的步骤包括，
22.获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值；
23.若所述差值小于或等于预设阀值，则判定满足所述第一预设条件；
24.其中，所述预设阀值为360
°
与2n的比值，n为升力电机的极对数，且n为大于或等于6的正整数。
25.在本技术一种可能的实现方式中，所述获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值的步骤之后，所述锁桨控制方法还包括，
26.若所述差值大于所述预设阀值，则控制所述升力电机以v1速度转动，直至所述差值小于或等于所述预设阀值；其中，v1在0至100rpm之间。
27.在本技术一种可能的实现方式中，所述获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值的步骤包括，
28.获取所述预设机械角度值；所述获取所述预设机械角度值的步骤包括，对所述升力电机进行零位校准；
29.获取所述升力电机位于零位时编码器模块输出的机械角度；
30.将所述升力螺旋桨转动至所述预设锁桨位置，获取所述编码器模块输出的所述预设机械角度值。
31.在本技术一种可能的实现方式中，所述获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，
32.根据所述无人机的飞行模式和/或所述升力电机的工作状态判断是否满足第二预设条件，所述第二预设条件包括所述无人机由所述升降飞行模式切换为所述巡航飞行模式，和/或，所述升力电机的状态由工作状态切换为非工作状态；
33.若是，则执行所述获取在所述巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤。
34.另一方面，本技术还提供一种垂直起降无人机系统，所述无人机系统包括，
35.升力驱动模块，所述升力驱动模块包括升力螺旋桨和与所述升力螺旋桨固定连接的升力电机；获取模块，所述获取模块用于获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；存储模块，所述存储模块用于存储数据，所述数据包括预设锁桨电压、与预设锁桨位置对应的预设机械角度值以及电角度；控制模块，所述控制模块分别与所述升力电机和所述存储模块电连接，用于根据所述预设锁桨电压和所述电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
36.另一方面，本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行所述的锁桨控制方法中的步骤。
37.本技术中通过在预设机械角度值和所述当前机械角度值满足第一预设条件时，根
据所述预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。本技术中由于q轴电压等于0，d轴电压大于0，可使升力电机的绕组线圈产生一个与电角度方向相对应的磁场，该磁场与电机永磁体产生的磁场相互吸合，从而将升力螺旋桨固定在预设的锁桨位置。同时，由于该磁场的强度可根据d轴电压的大小进行调节，从而可自由调节锁桨力矩的大小。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本技术实施例中提供的一种垂直起降无人机的锁桨控制方法的一个实施例流程示意图；
40.图2是本技术实施例中提供的根据预设机械角度值和当前机械角度值判断是否满足第一预设条件的一个实施例流程示意图；
41.图3是本技术实施例中提供的根据预设锁桨电压和与预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置的一个实施例的流程示意图；
42.图4是本技术实施例中获取预设锁桨电压的一个实施例的流程示意图；
43.图5是本技术实施例中提供的无人机系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必
要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
47.本技术实施例提供一种垂直起降无人机的锁桨控制方法、系统及存储介质，以下分别进行详细说明。
48.需要说明的是，本技术中的垂直起降无人机的锁桨控制方法适用于复合翼垂直起降无人机，也即同时具有升力螺旋桨和固定翼的无人机。当该无人机垂直起降时，也即当无人机的飞行模式为升降飞行模式时，其固定翼不工作，其升力电机驱动升力螺旋桨工作，实现无人机的起降功能。当无人机升空完成后，无人机的飞行模式由升降飞行模式切换至巡航飞行模式，在巡航飞行模式时，无人机的升力螺旋桨停止工作，其固定翼工作，实现无人机的巡航功能。
49.由于该类无人机的升力螺旋桨只在升降飞行模式阶段工作，在固定翼巡航飞行模式下不工作。但是，在实际无人机在固定翼巡航飞行时，其升力螺旋桨会在气动力的作用下产生不规则运动，进而会带来如下问题：增加整机阻力，造成无人机巡航功率增加，航程和航时减少，因此有必要在固定翼巡航飞行过程中将升力螺旋桨固定在阻力最小的位置，也即升力螺旋桨与无人机挂壁平行的位置。
50.为将升力螺旋桨固定在阻力最小的位置，本技术实施例提供一种垂直起降无人机的锁桨控制方法，所述锁桨控制方法包括，获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件；若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
51.本技术中通过在预设机械角度值和所述当前机械角度值满足第一预设条件时，
52.根据所述预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。由于q轴电压等于0，d轴电压大于0，可使升力电机的绕组线圈产生一个与电角度方向相对应的磁场，该磁场与电机永磁体产生的磁场相互吸合，从而将升力螺旋桨固定在预设的锁桨位置。同时，由于该磁场的强度可根据d轴电压的大小进行调节，从而可自由调节锁桨力矩的大小。
53.与现有技术中通过将升力电机的三相短路以刹车锁定电机，使升力螺旋桨锁定在风阻最小的位置的技术方案相比，本技术中的锁桨控制方法可以自由调节锁桨力矩的大小，且具有更好的锁桨精度和稳定性。
54.为近一步说明本技术的技术方案，如图1所示，为本技术实施例中一种垂直起降无人机的锁桨控制方法的一个实施例的流程示意图，该锁桨控制方法包括步骤s1至s3。
55.s1获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值。
56.如前文所述，垂直起降无人机至少包括升降飞行模式和巡航飞行模式，其中升降飞行模式实现无人机的起降功能，巡航飞行模式实现无人机的巡航功能。
57.需要说明的是，本技术中当前机械角度值指当前升力电机的转子实际的空间几何角度。由于升力电机与升力螺旋桨固定连接，因此当前升力电机的转子实际的空间几何角度也即当前升力螺旋桨的机械角度。通过在升力电机转子上设置编码器模块，编码器模块
可实时输出电机转子的机械角度值。
58.具体地，所述升力电机的一端与升力螺旋桨固定连接，所述升力电机的另一端与编码器模块固定连接，其中编码器模块包括角度传感器。角度传感器包括磁铁和编码器芯片；磁铁固设于升力电机的转子的中心转轴的一端，编码器芯片固设于升力电机的定子上，升力螺旋桨固设于升力电机的转子的中心转轴的另一端；其中，磁铁的旋转中心与编码器芯片的几何中心重合。当磁铁随转子转动时，则与安装在定子上的编码器芯片就会产生角度差，从而可以测得升力电机的机械角度值。
59.s2根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件。
60.需要说明的是，在本技术实施例中预设机械角度值指升力螺旋桨位于预设锁桨位置时升力电机的机械角度值。预设锁桨位置指无人机在巡航飞行过程中，升力螺旋桨所受阻力最小的位置，也即升力螺旋桨与无人机挂壁平行的位置。因此，预设机械角度值也指当升力螺旋桨位于与无人机挂壁平行的位置时，编码器模块输出的机械角度值。
61.在本技术一些实施例中，请参阅图2，图2为本技术实施例中根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件的流程示意图，包括步骤s21和步骤s22，具体地，
62.s21获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值。
63.可以理解的是，当前机械角度值可以通过编码器模块直接读取。预设机械角度值可以预先存储在计算机中。
64.在本技术一些实施例中，获取所述预设机械角度值的步骤包括s211至s213，
65.s211对所述升力电机进行零位校准。
66.具体地，先给电调上电，然后执行电角度零位校准程序，再转动升力电机至电角度零位校准线的位置，从而实现零位校准，此时电机的电角度为0度。
67.需要说明的是，电角度指升力电机中一对极所占的机械角度。
68.s212获取所述升力电机位于零位校准线时编码器模块输出的机械角度值。可以理解的是，机械角度值也即升力电机位于零位校准线时，编码器模块输出的机械角度值。当电机的电角度为0度时，编码器模块输出的机械角度值为θ1，其中θ1可以是0度至360度之间的任一值。
69.s213将所述升力螺旋桨转动至所述预设锁桨位置，获取所述编码器模块输出的预设机械角度值。可以理解的是，预设机械角度值也即当升力螺旋桨转动至所述预设锁桨位置时(例如升力螺旋桨转动至与无人机挂壁平行的位置)，编码器模块输出的机械角度。
70.可以理解的是，在本技术实施例中，在获取预设机械角度值前对升力电机进行零位校准，有利于提高控制结果的准确性。
71.需要说明的是，升力螺旋桨安装在无人机上后，其在无人机上的锁桨位置为一固定位置，因此预设机械角度值为固定值。获取预设机械角度值的步骤也可以在无人机出厂前执行，在此不做限定。
72.s22若所述差值小于或等于预设阀值，则判定满足所述第一预设条件，其中，所述预设阀值为360
°
与2n的比值，n为升力电机的极对数，且n为大于或等于6的正整数。
73.需要说明的是，发明人通过实验发现，将预设阀值为360
°
与2n的比值，且n为大于或等于6的正整数，有利于提高将升力螺旋桨转动至所述预设锁桨位置时的精度。
74.进一步地，在本技术一些实施例中，所述获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值的步骤之后，所述锁桨控制方法还包括，若所述差值大于所述预设阀值，则控制所述升力电机低速转动，直至所述差值小于或等于所述预设阀值。示例性地，控制所述升力电机以v1速度转动，直至所述差值小于或等于所述预设阀值；其中，v1在0至100rpm之间。可以理解的是，控制所述升力电机低速转动，可避免升力电机因为转动过快而转过预设的锁桨位置，有利于提高锁桨控制的准确性。
75.示例性地，可以通过正常转速-电流闭环控制实现升力电机低速转动。
76.s3若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
77.需要说明的是，在本技术中预设锁桨电压指在无人机在巡航飞行过程中能够将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置的电压。可以理解的是，升力电机内部设有至少一对永磁体，其在升力电机内部形成一个磁场。当给升力电机通电并施加电压控制信号时，可使升力电机的绕组线圈也产生一个固定的磁场。通过电压控制信号可调整绕组线圈产生的磁场角度和磁场强度，从而使永磁体产生的磁场与绕组线圈产生的磁场相互作用，从而控制升力电机驱动升力螺旋桨转动至预设锁桨位置，并将升力螺旋桨锁定在预设锁桨位置。
78.电角度和机械角度可通过下面公式进行换算，电角度＝(预设机械角度-升力电机位于零位校准线时编码器模块输出的机械角度(θ1))
×
极对数。因此，在获取预设机械角度值后，通过电角度和机械角度的换算公式可以计算得到与所述预设机械角度值对应的电角度。
79.在本技术一些实施例中，请参阅图3，图3为本技术实施例提供的根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置的流程示意图，包括步骤s31至s33。
80.s31获取预设锁桨电压。预设锁桨电压前文已具体阐述，在此不再重复。
81.请参阅图4，图4为本技术实施例中获取预设锁桨电压的流程示意图，包括步骤s31至s32。
82.s311获取所述无人机的当前运行参数，所述当前运行参数包括所述升力螺旋桨的尺寸、所述无人机的当前空速以及当前仰角中的至少一者。
83.s312查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压。
84.需要强调的是，发明人通过研究发现，无人机在飞行过程中，升力螺旋桨所受空气阻力的大小主要取决于升力螺旋桨的尺寸、所述无人机的当前空速以及当前仰角。通过设置无人机的当前运行参数与预设锁桨电压关系的预设映射表，可以便捷获取在无人机在当前运行参数时所需的预设锁桨电压，从而有利于提高锁桨效率。同时，由于预设锁桨电压可以根据当前运行参数进行实时调整，有利于降低升力电机的负载，有利于提高无人机的续航能力。
85.在本技术实施例中，一般情况下每一个无人机均配有固定的升力螺旋桨，因此对于该无人机其升力螺旋桨的尺寸是相对固定的。在实际过程中，只需获取无人机的当前空速以及当前仰角，查询与当前空速和当前仰角对应的预设锁桨电压。
86.当然，在本技术另一些实施例中，当前运行参数也可以是当前仰角，则查询当前仰
角与预设锁桨电压的预设映射表。在本技术另一些实施例中，当前运行参数也可以是当前空速，则查询当前空速与预设锁桨电压的预设映射表。在本技术另一些实施例中，当前运行参数也可以同时包括当前空速、当前仰角以及升力螺旋桨的尺寸，在此不做限定。
87.进一步地，在本技术一些实施例中，所述查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，控制所述无人机以所述预设运行参数飞行，例如可以是使无人机模拟预设运行参数飞行，也可以是存储无人机的历史飞行记录。通过无人机在预设运行参数飞行时，调整锁桨电压获得在所述预设运行参数下能够将所述升力螺旋桨固定在所述预设锁桨位置的电压，例如预设锁桨电压可以是能够将所述升力螺旋桨固定在所述预设锁桨位置的最小电压。建立所述预设运行参数与所述预设锁桨电压的对应关系，并将所述预设锁桨电压与所述预设运行参数保存至所述预设映射表。
88.s32根据所述预设锁桨电压和所述电角度得到三相电压控制信号。
89.具体地，通过d轴电压、q轴电压和电角度经过反park变换(派克变换)到uα和uβ，然后再通过svpwm控制(空间电压矢量控制)可以获得升力电机三相电压(ua、ub、uc)控制信号。其中，反park变换和svpwm方法为现有技术，在此不做进一步的阐述。
90.s33根据所述三相电压控制信号控制所述升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置。
91.可以理解的是，在升力电机接收三相电压控制信号后，升力电机的绕组线圈产生一个固定的磁场，该磁场的磁场角度与电机永磁体所产生的磁场的磁场角度相同，从而使该磁场与电机永磁体产生的磁场相互吸合，从而将升力螺旋桨固定在预设的锁桨位置。
92.在本技术一些实施例中，所述获取在所述巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，根据所述无人机的飞行模式和/或所述升力电机的工作状态判断是否满足第二预设条件，所述第二预设条件包括所述无人机由所述升降飞行模式切换为所述巡航飞行模式，和/或，所述升力电机的状态由工作状态切换为非工作状态；若是，则执行所述获取在所述巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤。
93.可以理解的是，在执行步骤获取在所述巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤之前，可以先获取无人机的飞行模式和/或升力电机的工作状态，从而避免无人机在升降飞行模式时执行上述锁桨控制方法。
94.请参阅图5，为本技术提供的无人机系统结构示意图，所述无人机系统包括，升力驱动模块100、获取模块200、存储模块300以及控制模块400。
95.所述升力驱动模块100包括升力螺旋桨和与所述升力螺旋桨固定连接的升力电机。
96.所述编码器模块400用于获取所述升力电机的机械角度值，所述机械角度值包括所述无人机在巡航飞行模式时的当前机械角度值。
97.所述存储模块300用于存储数据，所述数据包括预设锁桨电压、与预设锁桨位置对应的预设机械角度值以及电角度。
98.所述控制模块400分别与所述升力电机和所述存储模块电连接，用于根据所述预设锁桨电压和所述电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
99.本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器进行加载，以执行本技术实施例所提供的任一种深度图优化方法中的步骤。例如，计算机程序被处理器进行加载可以执行如下步骤：
100.获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件；若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。
101.具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
102.以上对本技术实施例所提供的一种垂直起降无人机的锁桨控制方法、系统及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种垂直起降无人机的锁桨控制方法，其特征在于，所述锁桨控制方法包括，获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件；若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。2.如权利要求1所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置的步骤包括，获取预设锁桨电压；根据所述预设锁桨电压和电角度得到三相电压控制信号；根据所述三相电压控制信号控制所述升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置。3.如权利要求2所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述获取预设锁桨电压的步骤包括，获取所述无人机的当前运行参数，所述当前运行参数包括所述升力螺旋桨的尺寸、所述无人机的当前空速以及当前仰角中的至少一者；查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压。4.如权利要求3所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述查询预设映射表，获取与所述当前运行参数相对应的所述预设锁桨电压的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，控制所述无人机以预设运行参数飞行；调整锁桨电压获得在所述预设运行参数下能够将所述升力螺旋桨固定在所述预设锁桨位置的所述预设锁桨电压；建立所述预设运行参数与所述预设锁桨电压的对应关系，并将所述预设锁桨电压与所述预设运行参数保存至所述预设映射表。5.如权利要求1所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述根据所述预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件的步骤包括，获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值；若所述差值小于或等于预设阀值，则判定满足所述第一预设条件；其中，所述预设阀值为360
°
与2n的比值，n为升力电机的极对数，且n为大于或等于6的正整数。6.如权利要求5所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值的步骤之后，所述锁桨控制方法还包括，若所述差值大于所述预设阀值，则控制所述升力电机以v1速度转动，直至所述差值小于或等于所述预设阀值；其中，v1在0至100rpm之间。7.如权利要求5所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述获取所述预设机械角度值和所述当前机械角度值的差值的步骤包括，获取所述预设机械角度值；所述获取所述预设机械角度值的步骤包括，对所述升力电机进行零位校准；获取所述升力电机位于零位时编码器模块输出的机械角度；
将所述升力螺旋桨转动至所述预设锁桨位置，获取所述编码器模块输出的所述预设机械角度值。8.如权利要求1所述的锁桨控制方法，其特征在于，所述获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤之前，所述锁桨控制方法还包括，根据所述无人机的飞行模式和/或所述升力电机的工作状态判断是否满足第二预设条件，所述第二预设条件包括所述无人机由升降飞行模式切换为巡航飞行模式，和/或，所述升力电机的状态由工作状态切换为非工作状态；若是，则执行所述获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值的步骤。9.一种垂直起降无人机系统，其特征在于，所述无人机系统包括，升力驱动模块，所述升力驱动模块包括升力螺旋桨和与所述升力螺旋桨固定连接的升力电机；获取模块，所述获取模块用于获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；存储模块，所述存储模块用于存储数据，所述数据包括预设锁桨电压、与预设锁桨位置对应的预设机械角度值以及电角度；控制模块，所述控制模块分别与所述升力电机和所述存储模块电连接，用于根据所述预设锁桨电压和所述电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至8任一项所述的锁桨控制方法中的步骤。

技术总结
本申请提供一种垂直起降无人机的锁桨控制方法，所述锁桨控制方法包括，获取无人机巡航飞行模式时的当前机械角度值；根据预设机械角度值和所述当前机械角度值判断是否满足第一预设条件；若是，则根据预设锁桨电压和与所述预设机械角度值对应的电角度控制升力电机以将升力螺旋桨固定在预设锁桨位置；其中，所述预设锁桨电压包括d轴电压和q轴电压，且d轴电压大于0，q轴电压等于0。通过设置q轴电压、d轴电压以及电角度，可使升力电机的绕组线圈产生一个磁场，该磁场与电机永磁体产生的磁场相互吸合，从而将升力螺旋桨固定在预设的锁桨位置。同时，由于该磁场的强度可根据d轴电压的大小进行调节，从而可自由调节锁桨力矩的大小。从而可自由调节锁桨力矩的大小。从而可自由调节锁桨力矩的大小。


技术研发人员：李林军
受保护的技术使用者：丰翼科技（深圳）有限公司
技术研发日：2021.09.27
技术公布日：2023/3/30