直流无刷电机-螺旋桨系统的数字孪生及其在无人机动力学中的应用
应用物理
2023-12-18 v1 仪器与探测器
摘要
本文开发了直流无刷（BLDC）电机和螺旋桨的数字孪生，用于预测系统无运动（静态条件）下产生的推力。该模型考虑了反电动势、螺旋桨阻力，以及由电磁绕组电感和直流电阻引起的有限响应时间。将该模型与 BLDC 动力学的教科书模型，以及在配备 945 螺旋桨的 KDE Direct KDE2315XF-885/885 Kv 电机和配备 1045 螺旋桨的 Holybro 电子调速器（ESC）驱动 AIR 2216/880 Kv 电机上的实验测量结果进行了比较。这些系统通常见于第一类无人驾驶四旋翼飞行器（无人机）。稳态和瞬态动力学均与文献中的线性化模型存在显著偏差。本研究是解析电机动力学与复杂气流条件下螺旋桨动力学变化之间纠缠的起点。
引用
@article{arxiv.2312.09981,
title = {Digital Twin of a DC Brushless Electric Motor-Propeller System with Application to Drone Dynamics},
author = {D. J. Gauthier and N. Biederman and B. Gyovai and J. P. Wilhelm},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09981},
year = {2023}
}