CN114208019A - 马达控制装置、移动体、马达控制方法以及程序 - Google Patents

马达控制装置、移动体、马达控制方法以及程序 Download PDF

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藤原弘
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Abstract

马达控制装置具备获取部和马达控制部。获取部获取三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值相当于在搭载于移动体主体的三个以上的马达的各马达与三个以上的螺旋桨的各螺旋桨之间产生的转矩。马达控制部基于三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制三个以上的马达。

Description

马达控制装置、移动体、马达控制方法以及程序
技术领域
本公开一般涉及一种马达控制装置、移动体、马达控制方法以及程序。更详细地说，本公开涉及一种对使螺旋桨旋转的马达进行控制的马达控制装置、具备马达控制装置的移动体、马达控制方法以及程序。
背景技术
以往，已知一种控制无人驾驶飞机等移动体具备的马达的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的无人机(移动体)具有姿势控制环。姿势控制环包括角速度控制环。角速度控制环使用PI(Proportion Integral：比例积分)校正器来计算无人机的角速度设定点。角速度控制环计算角速度设定点与由陀螺测试仪有效地测定出的角速度之间的差。基于该信息，关于马达的旋转速度(因而是关于升力)计算各种设定点，将该设定点发送至马达，以执行无人机的运动操作。
在专利文献1所记载的无人机(移动体)中，进行马达的控制的校正以修正无人机的姿势，为此，首先需要从无人机的姿势发生变动起通过陀螺测试仪来测定无人机的姿势的变动，因此存在关于马达的控制的响应性方面的课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2015-514263号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的目的在于提供一种能够改善马达的控制的响应性的马达控制装置、移动体、马达控制方法以及程序。
本公开的一个方式所涉及的马达控制装置具备获取部和马达控制部。获取部获取三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值相当于在搭载于移动体主体的三个以上的马达的各马达与三个以上的螺旋桨的各螺旋桨之间产生的转矩。三个以上的螺旋桨与三个以上的马达一一对应并通过从对应的马达提供的力来旋转从而产生推力。三个以上的推力检测值相当于由三个以上的螺旋桨的各螺旋桨产生的推力。马达控制部基于三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制所述三个以上的马达。
本公开的一个方式所涉及的移动体具备马达控制装置、三个以上的马达、三个以上的螺旋桨以及移动体主体。
本公开的一个方式所涉及的马达控制方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，获取三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值相当于在搭载于移动体主体的三个以上的马达的各马达与三个以上的螺旋桨的各螺旋桨之间产生的转矩。三个以上的螺旋桨与三个以上的马达一一对应并通过从对应的马达提供的力来旋转从而产生推力。三个以上的推力检测值相当于由所述三个以上的螺旋桨的各螺旋桨产生的推力。在第二步骤中，基于三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制所述三个以上的马达。
本公开的一个方式所涉及的程序是用于使一个以上的处理器执行马达控制方法的程序。
本公开具有能够改善马达的控制的响应性的优点。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的移动体的主要部分的框图。
图2是该移动体的框图。
图3是表示该移动体的概要形状的立体图。
图4是表示该移动体的动作例的流程图。
图5是变形例1所涉及的移动体的主要部分的框图。
图6是变形例2所涉及的移动体的主要部分的框图。
具体实施方式
下面，使用附图来说明实施方式所涉及的马达控制装置10、移动体1、马达控制方法以及程序。但是，下述的实施方式只是本公开的各种实施方式之一。下述的实施方式只要能够达成本公开的目的即可，能够根据设计等进行各种变更。另外，在下述的实施方式中说明的图3是示意图，图中的各构成要素的大小和厚度的各比例不一定反映出实际的尺寸比。
(1)概要
图1是实施方式所涉及的移动体1的主要部分的框图。图2是该移动体1的框图。如图2所示，移动体1具备马达控制装置10、多个(在图2中为四个)马达3、多个(在图2中为四个)螺旋桨4(旋转翼)以及移动体主体5。移动体1具备三个以上的马达3和三个以上的螺旋桨4。多个马达3、多个螺旋桨4以及马达控制装置10搭载于移动体主体5。
多个马达3与多个螺旋桨4一一对应。各螺旋桨4通过从对应的马达3提供的力来旋转。由此，在各马达3与对应的螺旋桨4之间产生转矩。通过对应的马达3来使各螺旋桨4旋转，由此产生使移动体1移动的推力。
本实施方式的各马达控制装置10具备获取部82和马达控制部100。如图1、图2所示，获取部82获取三个以上(在本实施方式中为四个)转矩检测值T1～T4的组和三个以上(在本实施方式中为四个)推力检测值F1～F4的组中的至少一方。转矩检测值T1～T4相当于在多个(三个以上)马达3的各马达与多个(三个以上)螺旋桨4的各螺旋桨之间产生的转矩。推力检测值F1～F4相当于由三个以上的螺旋桨4的各螺旋桨产生的推力。马达控制部100基于由获取部82计算出的三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制三个以上的马达3。
在此，“(马达控制部100)基于三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制三个以上的马达3”是以下含义。在着眼于三个以上的马达3中的一个马达3的情况下，马达控制部100并非仅基于马达3的转矩检测值和推力检测值来控制马达3。马达控制部100基于从三个以上的马达3获取到的三个以上的转矩检测值T1～T4来进行针对一个马达3的控制。或者，马达控制部100基于从三个以上的马达3获取到的三个以上的推力检测值F1～F4来进行针对一个马达3的控制。或者，马达控制部100基于从三个以上的马达3获取到的三个以上的转矩检测值T1～T4和三个以上的推力检测值F1～F4来进行针对一个马达3的控制。总而言之，马达控制部100基于三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来进行各个马达3的控制。
在马达控制装置10中，只要是在螺旋桨4与马达3之间产生的转矩以及由螺旋桨4产生的推力中的至少一方发生变化之后，即使在这些变化所产生的结果之前、即移动体1的姿势和速度等发生变化之前，也能够基于变化后的三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来变更马达3的控制。因此，相比于基于移动体1的姿势和速度等的检测结果来进行马达3的控制的情况，能够改善马达3的控制的响应性。例如，在移动体1的姿势开始破坏的情况下，在姿势的破坏程度变大之前，基于变化后的三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制马达3，由此能够校正姿势。
(2)结构
下面，更详细地说明本实施方式的移动体1和马达控制装置10。图3是表示实施方式所涉及的移动体1的概要形状的立体图。在本实施方式中，以移动体1(参照图3)为无人驾驶飞机(空中无人驾驶飞机)的情况为代表例来进行说明。无人驾驶飞机是无人航空器的一种。无人驾驶飞机是具有三个以上的螺旋桨4的旋翼机的一种。无人驾驶飞机具有自主飞行的功能。无人驾驶飞机通过控制三个以上的螺旋桨4各自的转速来控制机体(移动体主体5)的姿势。机体的移动方向根据机体姿势的变化而变化。
在图3中，将移动体主体5的横滚轴、俯仰轴以及航向轴设为X轴、Y轴以及Z轴来进行图示。如图3所示，在移动体主体5安装有四个螺旋桨4。更详细地说，移动体主体5具有向四个方向延伸的四个臂51。在移动体主体5的各臂51的前端安装有螺旋桨4。下面，为了区别四个螺旋桨4，有时将四个螺旋桨4分别称作螺旋桨41、42、43、44。四个螺旋桨41～44在包围移动体主体5的周向上(绕航向轴(Z轴))依次排列。
四个螺旋桨4中的两个螺旋桨41、43向第一方向旋转，其余两个螺旋桨42、44向与第一方向相反的方向即第二方向旋转。彼此位于对角位置的两个螺旋桨4向相同的方向旋转。
四个螺旋桨4各自通过对应的马达3的驱动力来旋转从而产生推力。在图3中图示出表示各螺旋桨4的推力的箭头f1～f4和表示移动体主体5的推力的箭头f5。各螺旋桨4的推力的方向是航向轴方向(向上)。四个螺旋桨4的推力能够互不相同。
在四个螺旋桨4的各螺旋桨中，转速越大则推力越大。移动体主体5的推力和姿势根据四个螺旋桨4各自的推力发生变化。例如，通过使设置于移动体1的前半部(X轴的正侧)的两个螺旋桨41、42的转速比设置于移动体1的后半部的两个螺旋桨43、44的转速小，移动体1前倾，因此在移动体1产生向上且向前的推力来使移动体1前进。
从四个螺旋桨4作用于移动体主体5的转矩也由四个螺旋桨4各自的转速来决定。例如，将彼此位于对角位置的两个螺旋桨41、43的转速设为比其余两个螺旋桨42、44的转速小或大。于是，相当于两个螺旋桨41、43的转矩与两个螺旋桨42、44的转矩的差分的转矩作用于移动体主体5，因此移动体主体5以航向轴(Z轴)为中心旋转。
如图2所示，移动体1具备上位部6、马达控制装置10、四个马达3、四个螺旋桨4、移动体主体5以及运动检测部9。各马达3例如为无刷马达。移动体1例如包括具有一个以上的处理器和存储器的计算机***。通过计算机***的处理器执行计算机***的存储器中记录的程序，来实现上位部6和马达控制装置10中的至少一部分的功能。程序可以记录在存储器中，也可以通过因特网等电通信线路来提供，还可以记录在存储卡等非瞬态记录介质中来提供。
马达控制装置10具备控制四个马达3的马达控制部100。马达控制装置10仅由马达控制部100构成。马达控制部100具有中位部7、多个(在图2中为四个)分散控制部2、输出部101以及控制输出部102。
四个分散控制部2与四个马达3一一对应。各分散控制部2控制对应的马达3。
运动检测部9检测与移动体1的运动有关的信息。表示运动检测部9的检测结果的检测信号被输出至上位部6和中位部7。运动检测部9例如包括陀螺仪传感器、加速度传感器、地磁场传感器、GPS(Global Positioning System：全球定位***)传感器以及气压传感器等。陀螺仪传感器检测移动体1的姿势(倾斜)。加速度传感器检测移动体1的加速度。地磁场传感器检测移动体1的方位。GPS传感器检测移动体1的当前位置。气压传感器检测移动体1的当前位置的气压。
运动检测部9基于陀螺仪传感器等各种传感器的输出来计算移动体1的坐标、速度、角度以及角速度。
通过运动检测部9计算出的移动体1的坐标是X坐标、Y坐标以及Z坐标。在此，将移动体1不倾斜且四个螺旋桨4的旋转轴与铅垂方向平行时的横滚轴、俯仰轴以及航向轴的方向设为X、Y、Z轴方向。通过运动检测部9计算出的移动体1的速度是X轴方向的速度和Y轴方向的速度。
通过运动检测部9计算出的移动体1的角度是移动体1的绕横滚轴、俯仰轴、航向轴(X、Y、Z轴)的旋转位置。通过运动检测部9计算出的移动体1的角速度是绕横滚轴、俯仰轴、航向轴旋转的角速度。
上位部6将与四个马达3的控制有关的第一指示信号发送至中位部7。第一指示信号例如包括用于指示移动体主体5的位置(高度和水平方向的坐标)的位置指示信号和用于指示移动体主体5的姿势(角度)的姿势指示信号中的至少一方。即，马达控制部100(中位部7)具有除了基于四个(三个以上)矩检测值T1～T4的组和四个(三个以上)推力检测值F1～F4的组中的至少一方、还基于姿势指示信号来控制四个(三个以上)马达3的功能。
例如，在移动体1正在地上停止时，通过无线通信或有线通信将移动体1的目的地的坐标的信息从移动体1的外部的装置输入至上位部6。例如，在移动体1飞行期间，通过无线通信将移动体1的目的地的坐标的更新信息从移动体1的外部的装置输入至上位部6。上位部6基于移动体1的目的地的坐标的信息、以及运动检测部9的陀螺仪传感器和GPS传感器等的检测信号，来生成位置指示信号和姿势指示信号。由此，上位部6控制四个马达3，以使移动体1朝向目的地。
中位部7基于从上位部6接收到的第一指示信号以及从运动检测部9接收到的与移动体1的运动有关的信息来生成第二指示信号。第二指示信号例如包括四个马达3的各马达的电流目标值Ir1(或者Ir2、Ir3、Ir4)。中位部7生成四个第二指示信号，并将该第二指示信号发送至四个分散控制部2。四个第二指示信号能够互不相同。也就是说，中位部7能够经由四个分散控制部2对四个马达3进行互不相同的指示。由此，能够控制四个马达3的各马达的转速，来控制移动体1的姿势、移动方向、移动速度以及加速度等。
即，中位部7(主部)基于四个(三个以上)转矩检测值T1～T4的组和四个(三个以上)推力检测值F1～F4的组中的至少一方来生成用于控制四个(三个以上)马达3的控制信号(第二指示信号)。中位部7将生成的控制信号发送至四个(三个以上)分散控制部2。
作为与施加于移动体主体5的力有关的参数，存在航向轴(Z轴)方向的加速度、绕横滚轴的角速度、绕俯仰轴的角速度以及绕航向轴的角速度。航向轴方向的加速度通过运动检测部9的加速度传感器来检测。绕横滚轴的角速度、绕俯仰轴的角速度以及绕航向轴的角速度通过运动检测部9的陀螺仪传感器来检测。中位部7基于从上位部6发送来的第一指示信号来计算这四个参数的各参数的目标值，并进行反馈控制，使得这四个参数分别接近目标值。
中位部7具有高度控制器71、位置控制器72、73、速度控制器74、75、角度控制器76、77、78以及角速度控制器79、80、81。这些控制器分别进行反馈控制。中位部7还具有获取部82。
向高度控制器71输入作为来自上位部6的第一指示信号的、包括移动体1的Z坐标(高度)的目标值(在图2中记载为Zr)的信号。向高度控制器71输入通过运动检测部9计算出的移动体1的Z坐标(在图2中记载为Z)的计算值。高度控制器71以Z坐标的目标值与计算值的差分收敛于规定范围内的方式决定四个马达3的转矩的合计的目标值Tr。目标值Tr为矢量。
向位置控制器72输入作为来自上位部6的第一指示信号的、包括移动体1的X坐标的目标值(在图2中记载为Xr)的信号。向位置控制器72输入通过运动检测部9计算出的移动体1的X坐标(在图2中记载为X)的计算值。位置控制器72以X坐标的目标值与计算值的差分收敛于规定范围内的方式决定X轴方向的速度的目标值Vxr。
向位置控制器73输入作为来自上位部6的第一指示信号的、包括移动体1的Y坐标的目标值(在图2中记载为Yr)的信号。向位置控制器73输入通过运动检测部9计算出的移动体1的Y坐标(在图2中记载为Y)的计算值。位置控制器72以Y坐标的目标值与计算值的差分收敛于规定范围内的方式决定Y轴方向的速度的目标值Vyr。
向速度控制器74输入通过位置控制器72决定出的X轴方向的速度的目标值Vxr和通过运动检测部9计算出的X轴方向的速度的计算值Vx。速度控制器74以目标值Vxr与计算值Vx的差分收敛于规定范围内的方式决定绕Y轴的角度的目标值θr。通过移动体主体5绕Y轴旋转，来调整移动体主体5的X轴方向的速度。
向速度控制器75输入通过位置控制器73决定出的Y轴方向的速度的目标值Vyr和通过运动检测部9计算出的Y轴方向的速度的计算值Vy。速度控制器75以目标值Vyr与计算值Vy的差分收敛于规定范围内的方式决定绕X轴的角度的目标值
Figure BDA0003494475620000081
通过移动体主体5绕X轴旋转，来调整移动体主体5的Y轴方向的速度。
向角度控制器76输入通过速度控制器74决定出的绕Y轴的角度的目标值θr和通过运动检测部9计算出的绕Y轴的角度的计算值(在图2中记载为θ)。角度控制器76以目标值θr与计算值θ的差分收敛于规定范围内的方式决定绕Y轴旋转的角速度的目标值ωθr。
向角度控制器77输入通过速度控制器75决定出的绕X轴的角度的目标值
Figure BDA0003494475620000091
和通过运动检测部9计算出的绕X轴的角度的计算值(在图2中记载为
Figure BDA0003494475620000092
)。角度控制器77以目标值
Figure BDA0003494475620000093
与计算值
Figure BDA0003494475620000094
的差分收敛于规定范围内的方式决定绕X轴旋转的角速度的目标值
Figure BDA0003494475620000095
向角度控制器78输入作为来自上位部6的第一指示信号的、包括绕Z轴的角度的目标值(在图2中记载为ψr)的信号。向角度控制器78输入通过运动检测部9计算出的绕Z轴的角度的计算值(在图2中记载为ψ)。角度控制器78以目标值ψr与计算值ψ的差分收敛于规定范围内的方式决定绕Z轴旋转的角速度的目标值ωψr。
向角速度控制器79输入通过角度控制器76决定出的绕Y轴旋转的角速度的目标值ωθr和通过运动检测部9计算出的绕Y轴旋转的角速度的计算值ωθ。角速度控制器79以目标值ωθr与计算值ωθ的差分收敛于规定范围内的方式决定绕Y轴旋转的角加速度的目标值τθr。
向角速度控制器80输入通过角度控制器77决定出的绕X轴旋转的角速度的目标值
Figure BDA0003494475620000096
和通过运动检测部9计算出的绕X轴旋转的角速度的计算值
Figure BDA0003494475620000097
角速度控制器80以目标值
Figure BDA0003494475620000098
与计算值
Figure BDA0003494475620000099
的差分收敛于规定范围内的方式决定绕X轴旋转的角加速度的目标值
Figure BDA00034944756200000910
向角速度控制器81输入通过角度控制器78决定出的绕Z轴旋转的角速度的目标值ωψr和通过运动检测部9计算出的绕Z轴旋转的角速度的计算值ωψ。角速度控制器80以目标值ωψr与计算值ωψ的差分收敛于规定范围内的方式决定绕Z轴旋转的角加速度的目标值τψr。
获取部82基于通过高度控制器71决定出的四个马达3的转矩的合计的目标值Tr、通过角速度控制器79、80、81决定出的绕X、Y、Z轴旋转的角加速度的目标值
Figure BDA00034944756200000911
τθr、τψr，来生成四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4与四个分散控制部2一一对应。获取部82分别向四个分散控制部2输出对应的电流目标值。在四个分散控制部2中分别进行控制，使得马达3中流过与对应的电流目标值实质上大小相等的电流，由此实际测量值接近目标值Tr、
Figure BDA0003494475620000101
τθr、τψr。
如图1所示，获取部82具有推力控制器821和转矩控制器822、823、824。获取部82通过反馈控制来决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。
向推力控制器821输入通过高度控制器71决定出的四个马达3的转矩的合计的目标值Tr。向推力控制器821输入通过四个分散控制部2的后述的推力计算部28计算出的各马达3的推力检测值F1～F4。推力检测值F1～F4相当于由四个螺旋桨4的各螺旋桨产生的推力。推力控制器821基于四个马达3的转矩的合计的目标值Tr来计算相当于目标值Tr的推力目标值(移动体主体5的推力的目标值)。获取部82以通过推力控制器821计算出的推力目标值与推力检测值F1～F4的合计(主体推力值)的差分收敛于第一规定范围内的方式决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。
获取部82基于四个(三个以上)推力检测值F1～F4来计算相当于移动体主体5的推力的主体推力值。马达控制部100至少基于主体推力值来控制四个(三个以上)马达3。
向转矩控制器822、823、824输入通过角速度控制器79～81决定出的绕Y、X、Z轴旋转的角加速度的目标值τθr、
Figure BDA0003494475620000102
τψr。向获取部82输入通过四个分散控制部2的后述的计算部26计算出的各马达3的转矩检测值T1～T4。获取部82基于转矩检测值T1～T4来计算绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值。获取部82例如使用运算式，基于转矩检测值T1～T4来计算绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值。即，能够根据四个螺旋桨4的配置，通过运算式表示转矩检测值T1～T4以何种程度有助于绕X、Y、Z轴的各轴旋转的角速度。运算式例如存储于马达控制装置10的存储器中。此外，转矩检测值T1～T4与绕X、Y、Z轴的各轴旋转的角速度的关系可以以数据表的形式存储于马达控制装置10的存储器中。
在获取部82中基于转矩检测值T1～T4计算出的绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值相当于主体转矩值。主体转矩值为矢量。主体转矩值相当于在四个(三个以上)马达3的各马达与移动体主体5之间产生的转矩(转矩检测值T1～T4)的合计。马达控制部100至少基于主体转矩值来控制四个(三个以上)马达3。
更详细地说，获取部82以绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值(主体转矩值)与目标值
Figure BDA0003494475620000111
τθr、τψr的差分收敛于第二规定范围内的方式决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。也就是说，获取部82以绕X轴旋转的角速度的检测值接近目标值
Figure BDA0003494475620000112
绕Y轴旋转的角速度的检测值接近目标值τθr、绕Z轴旋转的角速度的检测值接近目标值τψr的方式决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。
总而言之，获取部82以推力检测值F1～F4的合计与通过推力控制器821计算出的推力目标值的差分收敛于第一规定范围内、且绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值与目标值
Figure BDA0003494475620000113
τθr、τψr的差分收敛于第二规定范围内的方式决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。第一规定范围例如为推力目标值的-3％～+3％的范围。第二规定范围例如为目标值
Figure BDA0003494475620000114
τθr、τψr各自的-3％～+3％的范围。
与四个马达3对应的四个转矩检测值T1～T4以及四个推力检测值F1～F4汇总到获取部82中。获取部82基于这些值来决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。因此，获取部82能够调整四个马达3的转速的比率，以使移动体主体5整体的转矩(主体转矩值)和整体的推力(主体推力值)接近目标值。
在此，通过决定第一规定范围和第二规定范围各自的幅度(上限值与下限值的差分)，来分别对转矩和推力赋予权重。推力的权重越大，则推力检测值F1～F4的合计越接近通过推力控制器821计算出的推力目标值。转矩的权重越大，则绕X、Y、Z轴旋转的角速度的检测值越接近目标值
Figure BDA0003494475620000115
τθr、τψr。第一规定范围的幅度越小，则推力的权重越大，能够越高精度地控制移动体1的高度。第二规定范围的幅度越小，则转矩的权重越大，能够越高精度地控制移动体1的姿势。能够通过设计来适当地决定转矩和推力的权重。
在螺旋桨4与马达3之间产生的转矩、通过螺旋桨4产生的推力以及马达3的转速之间具有相关性。此外，转矩、推力以及转速的相关性因移动体1周围的风的影响而变化。在螺旋桨4与马达3之间产生的转矩例如与马达3的转速的平方成比例。通过螺旋桨4产生的推力例如与马达3的转速的平方成比例。在马达控制装置10中，通过进行与转矩和推力有关的反馈控制来控制马达3的转速。
下面，着眼于四个分散控制部2中的一个分散控制部来进行说明。如图1所示，各分散控制部2具备电流控制器21、马达旋转测定部23、电源电路24、电流传感器25、计算部26、压力传感器27以及推力计算部28。
向电流控制器21输入通过中位部7的获取部82决定出的电流目标值Ir1和通过电流传感器25测定出的流过马达3的电流的测定值I1。电流控制器21基于流过马达3的电流(测定值I1)来进行控制流向马达3的电流的电流控制。更详细地说，电流控制器21以电流目标值Ir1与测定值I1的差分收敛于规定范围内的方式控制向马达3供给的电流。即，电流控制器21进行反馈控制，以使测定值I1接近电流目标值Ir1。
电源电路24例如为包括开闭元件的开闭电源电路。电源电路24使电流流向马达3。分散控制部2通过控制从电源电路24流向马达3的电流来控制马达3。作为控制流过马达3的电流的方法，例如采用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制。即，电流控制器21通过基于电流目标值Ir1和测定值I1生成的PWM信号P1，来控制电源电路24的开闭元件的动作。由此，电流控制器21控制流向马达3的电流。
马达旋转测定部23、电流传感器25以及压力传感器27获取与马达3有关的信息。
马达旋转测定部23测定马达3的旋转角A1。马达旋转测定部23例如包括光电编码器或者磁性编码器。
电流传感器25测定流过马达3的电流。更详细地说，从电源电路24向马达3供给三相电流(U相电流、V相电流以及W相电流)。电流传感器25至少测定两相的电流。
压力传感器27检测在马达3与螺旋桨4之间产生的压力。压力传感器27从马达3的转子具有的旋转轴接受伴随旋转轴的旋转产生的轴方向的力，并检测该力。作为压力传感器27，例如能够采用电阻式应变仪或者半导体式压力传感器等。作为半导体压力传感器，存在压电电阻型压力传感器和静电容量型压力传感器等。
计算部26计算流过马达3的d轴电流和q轴电流。更详细地说，计算部26基于通过马达旋转测定部23测定出的马达3的旋转角A1对通过电流传感器25测定出的至少两相的电流进行坐标转换，来转换为磁场成分(d轴电流)的电流测定值和转矩成分(q轴电流)的电流测定值。相当于在螺旋桨4与马达3之间产生的转矩的值即转矩检测值T1为通过计算部26计算出的转矩成分(q轴电流)的电流测定值。即，计算部26基于流过马达3的电流来计算转矩检测值T1。通过电流传感器25检测出的至少两相的电流与转矩检测值T1的关系例如以运算式或者数据表的形式存储于分散控制部2的存储器。
推力计算部28基于通过压力传感器27检测出的在马达3与螺旋桨4之间产生的压力的检测值，来计算通过螺旋桨4产生的推力(推力检测值F1)。压力的检测值与推力检测值F1的关系例如以运算式或数据表的形式存储于马达控制装置10的存储器。压力的检测值越大，则通过推力计算部28计算出的推力检测值F1越大。
中位部7的输出部101输出多个(三个以上)转矩检测值T1～T4和多个(三个以上)推力检测值F1～F4中的至少一方。输出部101例如将多个转矩检测值T1～T4和多个推力检测值F1～F4输出至(存储于)马达控制部100的存储器。输出部101例如具有无线通信装置，通过无线通信将包括多个转矩检测值T1～T4和多个推力检测值F1～F4的信号输出(发送)至外部装置。
中位部7的控制输出部102输出与马达控制部100针对多个(三个以上)马达3的控制内容有关的信息。与马达控制部100的控制内容有关的信息例如为电流目标值Ir1～Ir4和其它各种目标值。控制输出部102例如将与马达控制部100的控制内容有关的信息输出至(存储于)马达控制部100的存储器。控制输出部102例如具有无线通信装置，通过无线通信将与马达控制部100的控制内容有关的信息输出(发送)至外部装置。此外，控制输出部102和输出部101可以共享一部分或全部的结构。
(3)动作流程
参照图4来说明马达控制装置10的动作流程。图4是表示实施方式所涉及的移动体1的动作例的流程图。
马达控制装置10的四个分散控制部2获取相当于在四个马达3的各马达与四个螺旋桨4的各螺旋桨之间产生的转矩的转矩检测值T1～T4(步骤ST1)。获取部82基于转矩检测值T1～T4来计算相当于在四个马达3的各马达与移动体主体5之间产生的转矩的合计的主体转矩值(步骤ST2)。另外，四个分散控制部2获取相当于通过四个螺旋桨4的各螺旋桨产生的推力的推力检测值F1～F4(步骤ST3)。获取部82基于推力检测值F1～F4来计算相当于移动体主体5的推力的主体推力值(步骤ST4)。马达控制部100基于通过获取部82计算出的主体转矩值和主体推力值中的至少一方(在本实施方式中为两方)来控制四个马达3(步骤ST5)。
(4)小结
在以上所说明的马达控制装置10中，基于四个转矩检测值T1～T4的组和四个推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制四个马达3。因此，相比于基于移动体1的姿势和速度等的检测结果来进行四个马达3的控制的情况，能够改善四个马达3的控制的响应性。
如果基于马达3的转速来计算四个转矩检测值T1～T4和四个推力检测值F1～F4，则由于移动体1周围的风的影响，马达3的转速、四个转矩检测值T1～T4以及四个推力检测值F1～F4的相关性发生变化，存在计算的精度变差的可能性。在马达控制装置10中，基于通过电流传感器25测定出的电流来计算四个转矩检测值T1～T4。并且，基于通过压力传感器27测定出的压力的检测值来计算四个推力检测值F1～F4。因此，能够减少风对转矩检测值T1～T4以及推力检测值F1～F4的影响。因而，能够改善马达3的控制的精度。
(5)变形例1
下面，使用图5来说明实施方式的变形例1所涉及的马达控制装置10。图5是变形例1所涉及的移动体的主要部分的框图。对与实施方式相同的结构标注相同的标记，并省略说明。
本变形例1的马达控制部100具有四个(三个以上)分散控制部2。下面，将四个分散控制部2中的具有生成控制信号的功能的一个分散控制部2称作“分散控制部2m”。将其余的三个分散控制部2分别称作为“分散控制部2s”。
四个分散控制部2与四个(三个以上)马达3一一对应，控制对应的马达3。四个(三个以上)分散控制部2中的一个(分散控制部2m)基于四个(三个以上)转矩检测值T1～T4的组和四个(三个以上)推力检测值F1～F4的组中的至少一方来生成控制信号，并将该控制信号发送至其余的分散控制部2(三个分散控制部2s)。控制信号是用于控制与其余的分散控制部2(三个分散控制部2s)对应的各马达3(三个马达3)的信号。
更详细地说，分散控制部2m将包括三个电流目标值Ir2、Ir3、Ir4中的与作为发送目的地的分散控制部2s对应的电流目标值的控制信号发送至各分散控制部2s。
分散控制部2m除了实施方式的分散控制部2的功能以外还具有实施方式的获取部82的功能。分散控制部2m在获取部82中获取四个转矩检测值T1～T4和四个推力检测值F1～F4。即，获取部82从分散控制部2m以及三个分散控制部2s中包括的四个计算部26获取四个转矩检测值T1～T4。获取部82从分散控制部2m和三个分散控制部2s中包括的四个推力计算部28获取四个推力检测值F1～F4。与实施方式同样地，获取部82通过使用目标值Tr、
Figure BDA0003494475620000151
τθr、τψr、四个转矩检测值T1～T4以及四个推力检测值F1～F4进行反馈控制，来决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。
分散控制部2m通过由获取部82决定出的四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4来控制四个马达3。即，分散控制部2m将电流目标值Ir1输出至分散控制部2m的电流控制器21。分散控制部2m将其余的三个电流目标值Ir2、Ir3、Ir4分别输出至对应的分散控制部2s的电流控制器21。各分散控制部2m、2s基于对应的电流目标值Ir1、Ir2、Ir3或Ir4来控制四个马达3。
根据变形例1，相比于四个分散控制部2各自基于四个转矩检测值T1～T4的组和四个推力检测值F1～F4的组中的至少一方进行判断的情况，能够减少不进行该判断的分散控制部2s各自的处理量。
(6)变形例2
下面，使用图6来说明实施方式的变形例2所涉及的马达控制装置10。图6是变形例2所涉及的移动体的主要部分的框图。对与实施方式同样的结构标注相同的标记，并省略说明。
本变形例的马达控制部100具有四个(三个以上)分散控制部2。四个(三个以上)分散控制部2与四个(三个以上)马达3一一对应，控制对应的马达3。四个(三个以上)分散控制部2分别基于四个(三个以上)转矩检测值T1～T4的组和四个(三个以上)推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制对应的马达3。
四个分散控制部2各自除了具有实施方式的分散控制部2的功能以外还具有实施方式的获取部82的功能。四个分散控制部2分别在获取部82中获取四个转矩检测值T1～T4和四个推力检测值F1～F4。即，四个分散控制部2通过彼此进行通信来共享四个转矩检测值T1～T4和四个推力检测值F1～F4。
四个分散控制部2分别获取目标值Tr、
Figure BDA0003494475620000161
τθr、τψr。
与实施方式同样地，获取部82通过使用目标值Tr、
Figure BDA0003494475620000162
τθr、τψr、四个转矩检测值T1～T4以及四个推力检测值F1～F4进行反馈控制，来决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。各分散控制部2在获取部82中决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4中的至少与自身(分散控制部2)对应的一个电流目标值即可。四个分散控制部2通过并行处理来决定四个电流目标值Ir1、Ir2、Ir3、Ir4。
各分散控制部2将通过获取部82决定出的对应的电流目标值输出至电流控制器21。电流控制器21基于对应的电流目标值来控制对应的马达3。由此，马达控制部100控制四个马达3。
根据变形例2，能够将基于四个转矩检测值T1～T4的组和四个推力检测值F1～F4的组中的至少一方的处理分散至四个分散控制部2。由此，能够进一步改善四个马达3的控制的响应性。
(6)其它变形例
下面，列举实施方式的其它变形例。以下的变形例可以适当地进行组合来实现。
与马达控制装置10及移动体1相同的功能的至少一部分可以通过马达控制方法、(计算机)程序或者记录有程序的非瞬态记录介质等具体实现。
一个方式所涉及的马达控制方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，获取三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值T1～T4相当于在搭载于移动体主体5的三个以上的马达3的各马达与三个以上的螺旋桨4的各螺旋桨之间产生的转矩。三个以上的螺旋桨4与三个以上的马达3一一对应并通过从对应的马达3提供的力来旋转从而产生推力。三个以上的推力检测值F1～F4相当于通过三个以上的螺旋桨4的各螺旋桨产生的推力。在第二步骤中，基于通过第一步骤获取到的三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制三个以上的马达3。
一个方式所涉及的程序是用于使一个以上的处理器执行上述的马达控制方法的程序。
本公开中的马达控制装置10和移动体1包括计算机***。计算机***以作为硬件的处理器和存储器为主要结构。通过处理器执行计算机***的存储器中记录的程序，来实现本公开中的作为马达控制装置10和移动体1的功能的至少一部分。程序可以预先记录在计算机***的存储器中，也可以通过电通信线路来提供，还可以记录在可由计算机***读取的存储卡、光盘、硬盘驱动器等非瞬态记录介质中来提供。计算机***的处理器通过包括半导体集成电路(IC、Integrated Circuit)或大规模集成电路(LSI、Large ScaleIntegration)的一个至多个电子电路构成。此处所说的IC或LSI等集成电路根据集成程度的不同称呼方式不同，包括被称作***LSI、VLSI(Very Large Scale Integration：超大规模集成电路)、或者ULSI(Ultra Large Scale Integration：甚超大规模集成电路)的集成电路。并且，关于在制造LSI后进行编程所得的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者能够进行LSI内部的接合关系的重建或LSI内部的电路划分的重建的逻辑设备，也能够作为处理器被采用。多个电子电路可以集成于一个芯片，也可以分散地设置于多个芯片。多个芯片可以集成于一个装置，也可以分散地设置于多个装置。此处所说的计算机***包括具有一个以上的处理器和一个以上的存储器的微控制器。因而，关于微控制器，也通过包括半导体集成电路或大规模集成电路的一个至多个电子电路构成。
马达控制装置10和移动体1的多个功能集成于一个壳体内并非马达控制装置10和移动体1所必须的结构。马达控制装置10和移动体1的构成要素可以分散地设置于多个壳体中。并且，马达控制装置10和移动体1的至少一部分功能、例如获取部82的一部分功能可以通过云(云计算)等实现。
相反地，在实施方式中，分散于多个装置的马达控制装置10和移动体1的至少一部分功能可以集成于一个壳体内。例如，分散于中位部7和多个分散控制部2的马达控制装置10和移动体1的一部分功能可以集成于一个壳体内。
马达控制部100可以基于施加于马达3的电压来进行用于控制施加于马达3的电压的电压控制。施加于马达3的电压具体为施加于马达3的绕组的电压。在马达控制部100进行电压控制的情况下的一个方式中，通过移动体1具备的电压传感器来获取施加于马达3的电压的电压检测值。分散控制部2包括电压控制器来代替电流控制器21。中位部7的获取部82将包括施加于马达3的电压的目标值(电压目标值)的电压指示信号发送至电压控制器。电压控制器以使电压目标值与电压检测值的差分收敛于规定范围内的方式控制电源电路24的开闭元件的动作。由此，电压控制器控制流过马达3的电流。换言之，马达控制部100进行反馈控制，以使电压检测值接近电压目标值。进一步换言之，马达控制部100具有基于指示四个(三个以上)马达3各自的施加电压的电压指示信号来控制四个(三个以上)马达3的功能。
马达控制部100可以进行反馈控制，以使四个(三个以上)转矩检测值T1～T4分别接近对应的转矩目标值。例如由获取部82基于移动体1的推力的目标值Tr和角加速度的目标值
Figure BDA0003494475620000191
τθr、τψr来决定各马达3的转矩目标值。
马达控制部100可以进行反馈控制，以使四个(三个以上)推力检测值F1～F4分别接近对应的推力目标值。例如由获取部82基于移动体1的推力的目标值Tr和角加速度的目标值
Figure BDA0003494475620000192
τθr、τψr来决定各马达3的推力目标值。
马达控制部100可以具有基于指示四个(三个以上)马达3各自的转速的旋转指示信号来控制三个以上的马达3的功能。例如，获取部82可以基于目标值Tr、
Figure BDA0003494475620000193
τθr、τψr来生成旋转指示信号，并将该旋转指示信号发送至四个(三个以上)分散控制部2。
移动体1不限定于无人驾驶飞机(空中无人驾驶飞机)，例如也可以为无线电控制机。移动体1不限定于无人驾驶飞机和无线电控制机能飞行体。移动体1也可以为水上无人驾驶飞机、水中无人驾驶飞机、水上无线电控制机或潜水艇无线电控制机(水中无线电控制机)等在水上或水中移动的设备。
移动体1具备的螺旋桨4的个数和马达3的个数不限定于四个。移动体1的螺旋桨4的个数和马达3的个数例如也可以为三个、六个或八个。
移动体1具备的分散控制部2的个数不限定于四个。分散控制部2的个数可以与螺旋桨4的个数及马达3的个数不同。一个分散控制部2可以控制多个马达3。
马达控制装置10至少具备获取部82和马达控制部100即可。例如，电流传感器25和压力传感器27可以作为马达控制装置10的外部的结构被配备于移动体1。
获取部82可以基于从马达控制装置10的外部的结构获取到的四个(三个以上)转矩检测值T1～T4的组和四个(三个以上)推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制四个(三个以上)马达3。
移动体1可以具备转矩传感器。计算部26除了基于电流传感器25的输出以外还可以基于转矩传感器的输出来计算转矩检测值T1～T4。此处所说的转矩传感器测定马达3的动作转矩。转矩传感器例如为能够检测扭转应变的磁致伸缩式应变传感器。磁致伸缩式应变传感器通过设置于马达3的非旋转部分的线圈来检测与通过对马达3的旋转轴施加转矩而产生的应变相应的磁导率的变化，并输出与应变成比例的电压信号。
基于转矩检测值T1～T4的马达控制部100的动作不限定于使转矩检测值T1～T4分别接近对应的转矩目标值的反馈控制。基于推力检测值F1～F4的马达控制部100的动作不限定于用于使推力检测值F1～F4分别接近对应的推力目标值的反馈控制。例如在满足了移动体1周围的风速超过阈值等特定的条件的情况下，马达控制部100也可以进行使马达3的转速下降的控制以使得转矩检测值T1～T4和推力检测值F1～F4随着时间经过而下降，从而使移动体1紧急降落。此处所说的“使马达3的转速下降”包括使马达3的转速为0(即，使马达3停止)。移动体1周围的风速例如通过移动体1具备的风速传感器来检测即可。
在满足特定的条件的情况下，马达控制部100可以设定转矩检测值T1～T4的界限值。例如，在某个马达3的转矩目标值比界限值大的情况下，马达控制部100可以控制马达3以使转矩检测值T1(或者T2、T3、T4)接近界限值，而非接近转矩目标值。当不满足特定的条件时，马达控制部100解除界限值的设定。由此，在不再满足特定的条件的情况下，存在使马达3的转矩增加的余地，因此能够提高马达3的控制的灵活性。例如，在满足了移动体1冲进湍流这个特定的条件的情况下，设定界限值，在移动体1从湍流脱离后，解除界限值的设定并使四个马达3的各马达的转矩适当地增加或减少，由此能够校正移动体1的姿势。同样地，在满足特定的条件的情况下，马达控制部100也可以设定推力检测值F1～F4的界限值。例如，基于移动体1具备的空气流传感器的检测结果来判定移动体1是否冲进湍流即可。空气流传感器检测移动体1周围的风速和风向。
马达控制部100还可以基于运动检测部9的陀螺仪传感器的输出来控制马达3。例如，马达控制部100基于转矩检测值T1～T4的组和推力检测值F1～F4的组中的至少一方来判定移动体1的姿势的错乱的大小。马达控制部100当基于转矩检测值T1～T4的组和推力检测值F1～F4的组中的至少一方判定为移动体1的姿势的错乱的大小超过了规定值时，首先，基于转矩检测值T1～T4的组和推力检测值F1～F4的组中的至少一方来控制马达3。之后，当经过规定时间时，马达控制部100基于转矩检测值T1～T4及推力检测值F1～F4和陀螺仪传感器中的陀螺仪传感器的输出来控制马达3。总而言之，马达控制部100在基于转矩检测值T1～T4的组和推力检测值F1～F4的组中的至少一方检测到移动体1的姿势的错乱的情况下，首先，基于转矩检测值T1～T4的组和推力检测值F1～F4的组中的至少一方来进行姿势的修正。之后，在姿势的错乱被反映在陀螺仪传感器的输出中的定时之后，马达控制部100基于陀螺仪传感器的输出来进行姿势的修正。由此，能够提高针对马达3的控制的精度。
马达控制部100可以仅基于三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的、三个以上的转矩检测值T1～T4的组来控制三个以上的马达3。马达控制部100也可以代替基于三个以上的推力检测值F1～F4的组而基于移动体主体5的绕X轴旋转的角速度的计算值
Figure BDA0003494475620000211
和移动体主体5的绕Y轴旋转的角速度的计算值ωθ来控制三个以上的马达3。
马达控制部100可以仅基于三个以上的转矩检测值T1～T4的组和三个以上的推力检测值F1～F4的组中的、三个以上的推力检测值F1～F4的组来控制三个以上的马达3。并且，马达控制部100也可以代替基于三个以上的转矩检测值T1～T4的组而基于陀螺仪传感器的输出来控制三个以上的马达3。
(7)总结
根据以上所说明的实施方式等，公开了以下的方式。
第一方式所涉及的马达控制装置(10)具备获取部(82)和马达控制部(100)。获取部(82)获取三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值(T1～T4)相当于在搭载于移动体主体(5)的三个以上的马达(3)的各马达与三个以上的螺旋桨(4)的各螺旋桨之间产生的转矩。三个以上的螺旋桨(4)与三个以上的马达(3)一一对应并通过从对应的马达(3)提供的力来旋转从而产生推力。三个以上的推力检测值(F1～F4)相当于由三个以上的螺旋桨(4)的各螺旋桨产生的推力。马达控制部(100)基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来控制三个以上的马达(3)。
根据上述的结构，只要是在螺旋桨(4)与马达(3)之间产生的转矩和由螺旋桨(4)产生的推力中的至少一方发生变化之后，就能够基于变化后的三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来变更马达(3)的控制。即，能够在转矩和推力中的至少一方发生变化所产生的结果之前、即移动体(1)的姿势和速度等发生变化之前变更马达(3)的控制。因此，相比于基于移动体(1)的姿势和速度等的检测结果来进行马达(3)的控制的情况，能够改善马达(3)的控制的响应性。
另外，在第二方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式的基础上，获取部(82)基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)来计算主体转矩值。主体转矩值相当于在三个以上的马达(3)的各马达与移动体主体(5)之间产生的转矩的合计。马达控制部(100)基于主体转矩值来控制三个以上的马达(3)。
根据上述的结构，能够控制主体转矩值。
另外，在第三方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式或第二方式的基础上，获取部(82)基于三个以上的推力检测值(F1～F4)来计算主体推力值，该主体推力值相当于移动体主体(5)的推力。马达控制部(100)基于主体推力值来控制三个以上的马达(3)。
根据上述的结构，能够控制主体推力值。
另外，在第四方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第三方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)具有三个以上的分散控制部(2)和主部(中位部7)。三个以上的分散控制部(2)与三个以上的马达(3)一一对应，控制对应的马达(3)。主部基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来生成用于控制三个以上的马达(3)的控制信号，并将该控制信号发送至三个以上的分散控制部(2)。
根据上述结构，相比于三个以上的分散控制部(2)分别基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来进行判断的情况，能够减少三个以上的分散控制部(2)各自的处理量。
另外，在第五方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第三方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)具有三个以上的分散控制部(2)。三个以上的分散控制部(2)与三个以上的马达(3)一一对应，控制对应的马达(3)。三个以上的分散控制部(2)中的一个分散控制部基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来生成用于控制与其余的分散控制部(2)对应的各马达(3)的控制信号，并将该控制信号发送至其余的分散控制部(2)。
根据上述的结构，相比于三个以上的分散控制部(2)分别基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来进行判断的情况，能够减少不进行该判断的分散控制部(2)各自的处理量。
另外，在第六方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第三方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)具有三个以上的分散控制部(2)。三个以上的分散控制部(2)与三个以上的马达(3)一一对应，控制对应的马达(3)。三个以上的分散控制部(2)分别基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来控制对应的马达(3)。
根据上述的结构，能够将基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方进行的处理分散于三个以上的分散控制部(2)。由此，能够进一步改善马达(3)的控制的响应性。
另外，在第七方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第六方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)具有还基于用于指示移动体主体(5)的姿势的姿势指示信号来控制三个以上的马达(3)的功能。
根据上述的结构，能够改善移动体主体(5)的姿势的控制的响应性。
另外，在第八方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第七方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)具有还基于用于指示三个以上的马达(3)各自的转速的旋转指示信号或者用于指示施加电压的电压指示信号来控制三个以上的马达(3)的功能。
根据上述的结构，相比于马达控制部(100)仅基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来控制马达(3)的情况，能够改善马达(3)的控制的精度。
另外，在第九方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第八方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)进行反馈控制，使得三个以上的转矩检测值(T1～T4)的各转矩检测值接近对应的转矩目标值。
根据上述的结构，能够改善马达(3)的控制的精度。
另外，在第十方式所涉及的马达控制装置(10)中，在第一方式～第九方式中的任一方式的基础上，马达控制部(100)进行反馈控制，使得三个以上的推力检测值(F1～F4)的各推力检测值接近对应的推力目标值。
根据上述的结构，能够改善马达(3)的控制的精度。
另外，第十一方式所涉及的马达控制装置(10)在第一方式～第十方式中的任一方式的基础上还具备输出部(101)。输出部(101)输出三个以上的转矩检测值(T1～T4)和三个以上的推力检测值(F1～F4)中的至少一方。
根据上述的结构，能够在马达控制装置(10)的外部使用三个以上的转矩检测值(T1～T4)和三个以上的推力检测值(F1～F4)中的至少一方。例如，马达控制装置(10)的外部的装置通过监视从输出部(101)输出的三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方，能够判定马达(3)的动作状态。
另外，第十二方式所涉及的马达控制装置(10)在第一方式～第十一方式中的任一方式的基础上还具备控制输出部(102)。控制输出部(102)输出与马达控制部(100)针对三个以上的马达(3)中的一个马达的控制内容有关的信息。
根据上述的结构，用户等能够掌握马达(3)的控制内容。
第一方式以外的结构并非马达控制装置(10)所必须的结构，能够适当地省略。
另外，第十三方式所涉及的移动体(1)具备第一方式～第十二方式中的任一方式所涉及的马达控制装置(10)、三个以上的马达(3)、三个以上的螺旋桨(4)以及移动体主体(5)。
根据上述的结构，能够改善马达(3)的控制的响应性。
另外，第十四方式所涉及的马达控制方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，获取三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方。三个以上的转矩检测值(T1～T4)相当于在搭载于移动体主体(5)的三个以上的马达(3)的各马达与三个以上的螺旋桨(4)的各螺旋桨之间产生的转矩。三个以上的螺旋桨(4)与三个以上的马达(3)一一对应并通过从对应的马达(3)提供的力来旋转从而产生推力。三个以上的推力检测值(F1～F4)相当于由三个以上的螺旋桨(4)的各螺旋桨产生的推力。在第二步骤中，基于三个以上的转矩检测值(T1～T4)的组和三个以上的推力检测值(F1～F4)的组中的至少一方来控制三个以上的马达(3)。
根据上述的结构，能够改善马达(3)的控制的响应性。
另外，第十五方式所涉及的程序是用于使一个以上的处理器执行第十四方式所涉及的马达控制方法的程序。
根据上述的结构，能够改善马达(3)的控制的响应性。
不限于上述方式，实施方式所涉及的马达控制装置(10)和移动体(1)的各种结构(包括变形例)能够通过马达控制方法和程序具体实现。
附图标记说明
1：移动体；2、2m、2s：分散控制部；3：马达；4：螺旋桨；5：移动体主体；6：上位部；7：中位部(主部)；9：运动检测部；10：马达控制装置；21：电流控制器；23：马达旋转测定部；24：电源电路；25：电流传感器；26：计算部；27：压力传感器；28：推力计算部；41、42、43、44：螺旋桨；51：臂；71：高度控制器；72、73：位置控制器；74、75：速度控制器；76、77、78：角度控制器；79、80、81：角速度控制器；82：获取部；100：马达控制部；101：输出部；102：控制输出部；821：推力控制器；822、823、824：转矩控制器。

Claims (15)

1.一种马达控制装置，具备：
获取部，其获取三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方，所述三个以上的转矩检测值相当于在搭载于移动体主体的三个以上的马达的各马达与三个以上的螺旋桨的各螺旋桨之间产生的转矩，所述三个以上的螺旋桨与所述三个以上的马达一一对应并通过从对应的马达提供的力来旋转从而产生推力，所述三个以上的推力检测值相当于由所述三个以上的螺旋桨的各螺旋桨产生的推力；以及
马达控制部，其基于所述三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制所述三个以上的马达。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，
所述获取部基于所述三个以上的转矩检测值来计算主体转矩值，该主体转矩值相当于在所述三个以上的马达的各马达与所述移动体主体之间产生的转矩的合计，
所述马达控制部基于所述主体转矩值来控制所述三个以上的马达。
3.根据权利要求1或2所述的马达控制装置，其特征在于，
所述获取部基于所述三个以上的推力检测值来计算主体推力值，该主体推力值相当于所述移动体主体的推力，
所述马达控制部基于所述主体推力值来控制所述三个以上的马达。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部具有：
三个以上的分散控制部，所述三个以上的分散控制部与所述三个以上的马达一一对应，控制对应的马达；以及
主部，其基于所述三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来生成用于控制所述三个以上的马达的控制信号，并将该控制信号发送至所述三个以上的分散控制部。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部具有三个以上的分散控制部，所述三个以上的分散控制部与所述三个以上的马达一一对应，控制对应的马达，
所述三个以上的分散控制部中的一个分散控制部基于所述三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来生成用于控制与其余的分散控制部对应的各马达的控制信号，并将该控制信号发送至所述其余的分散控制部。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部具有三个以上的分散控制部，所述三个以上的分散控制部与所述三个以上的马达一一对应，控制对应的马达，
所述三个以上的分散控制部各自基于所述三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制对应的马达。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部具有还基于用于指示所述移动体主体的姿势的姿势指示信号来控制所述三个以上的马达的功能。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部具有还基于用于指示所述三个以上的马达各自的转速的旋转指示信号或者用于指示施加电压的电压指示信号来控制所述三个以上的马达的功能。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部进行反馈控制，使得所述三个以上的转矩检测值的各转矩检测值接近对应的转矩目标值。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
所述马达控制部进行反馈控制，使得所述三个以上的推力检测值的各推力检测值接近对应的推力目标值。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
还具备输出部，所述输出部输出所述三个以上的转矩检测值和所述三个以上的推力检测值中的至少一方。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的马达控制装置，其特征在于，
还具备控制输出部，所述控制输出部输出与所述马达控制部针对所述三个以上的马达中的一个马达的控制内容有关的信息。
13.一种移动体，具备：
根据权利要求1至12中的任一项所述的马达控制装置；
所述三个以上的马达；
所述三个以上的螺旋桨；以及
所述移动体主体。
14.一种马达控制方法，包括以下步骤：
第一步骤，获取三个以上的转矩检测值的组和三个以上的推力检测值的组中的至少一方，所述三个以上的转矩检测值相当于在搭载于移动体主体的三个以上的马达的各马达与三个以上的螺旋桨的各螺旋桨之间产生的转矩，所述三个以上的螺旋桨与所述三个以上的马达一一对应并且通过从对应的马达提供的力来旋转从而产生推力，所述三个以上的推力检测值相当于由所述三个以上的螺旋桨的各螺旋桨产生的推力；以及
第二步骤，基于所述三个以上的转矩检测值的组和所述三个以上的推力检测值的组中的至少一方来控制所述三个以上的马达。
15.一种程序，用于使一个以上的处理器执行根据权利要求14所述的马达控制方法。
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