一种旋转导向执行机构的控制方法、装置及系统与流程

1.本公开涉及旋转导向执行机构领域，尤其涉及一种旋转导向执行机构的控制方法、装置及系统。


背景技术：

2.旋转导向执行机构是石油钻井系统的核心部分，现有的旋转导向执行机构一般包括压力传感器和带有霍尔传感器的直流无刷电机，工作时，由霍尔传感器获取直流无刷电机的转子位置信息，使控制系统能够驱动直流无刷电机运转，进而驱动输出机构运动，输出一定的压力。
3.由于石油钻井系统的工作环境具有高温、强振动的特点，霍尔传感器抗高温和振动的能力较差，在这种工作环境下极容易出现故障，且感应信号容易受到干扰，导致直流无刷电机无法正常工作，降低了旋转导向执行机构的可靠性。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本公开提供一种旋转导向执行机构的控制方法、装置及系统，无需霍尔传感器即可确定直流无刷电机的转子位置，实现旋转导向执行机构的无感控制。
5.本公开的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本公开提供一种旋转导向执行机构的控制方法，应用具有直流无刷电机和输出机构的旋转导向执行机构，所述直流无刷电机与所述输出机构驱动连接，所述方法包括：
7.获取所述直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；
8.基于所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的换向时刻；
9.基于所述三相相电流信号和所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的启动电流信号和转速信号；
10.基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；
11.基于所述直流无刷电机的换向时刻、所述直流无刷电机的启动电流信号、所述直流无刷电机的转速信号、和所述电流参考参数，控制所述直流无刷电机驱动所述输出机构输出操作。
12.在一种实施方式中，基于所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的换向时刻之前，所述控制方法还包括：
13.控制所述直流无刷电机的任意两相通电，使所述直流无刷电机的转子转动到与所述直流无刷电机的定子磁场一致的位置；
14.控制所述直流无刷电机根据六步换相法换相，并逐渐增加换向频率和所述直流无刷电机的相电压，直至所述直流无刷电机的转速达到预设转速值；
15.基于所述三相相电压信号获取所述直流无刷电机的换向时刻，包括：
16.当所述直流无刷电机的转速达到预设转速值时，基于该时刻的所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的反电动势；
17.基于所述直流无刷电机的反电动势，获取所述直流无刷电机的过零点；
18.基于所述过零点，确定所述直流无刷电机的换向时刻。
19.在一种实施方式中，所述输出机构的目标输出值，包括速度目标值和输出压力目标值中的任意一种；
20.当所述输出机构的目标输出值包括速度目标值时，基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；包括：
21.基于所述速度目标值和所述直流无刷电机的当前速度值，经过pi运算，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；
22.当所述输出机构的目标输出值包括输出压力目标值时，基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；包括：
23.基于所述输出压力目标值和所述输出机构的当前输出压力，经pi运算，获取所述直流无刷电机的速度参考值；
24.基于所述速度参考值和所述直流无刷电机的当前速度值，经pi运算，获取所述直流无刷电机的电流参考参数。
25.在一种实施方式中，控制所述直流无刷电机驱动所述输出机构输出操作之后，所述控制方法还包括：
26.基于所述直流无刷电机的运行功率参数，获取所述输出机构的输出压力。
27.在一种实施方式中，基于所述直流无刷电机的运行功率参数，获取所述输出机构的输出压力，包括：
28.当所述输出机构的输出压力逐渐增加时，所述输出机构的输出压力与所述直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
29.f＝a1*p
’2+b1*p’+c1；
30.当所述输出机构的输出压力逐渐减小时，所述输出机构的输出压力与所述直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
31.f＝a2*p
’2+b2*p’+c2；
32.其中，f为所述输出机构的输出压力；p’为所述直流无刷电机的运行功率参数；a1、a2、b1、b2、c1、c2均为输出机构的标定参数。
33.第二方面，本公开的提供一种旋转导向执行机构的控制装置，应用具有直流无刷电机和输出机构的旋转导向执行机构，所述直流无刷电机与所述输出机构驱动连接，所述装置包括：
34.电流和电压获取模块，用于获取所述直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；
35.换向时刻获取模块，用于基于所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的换向时刻；
36.启动电流获取模块，用于基于所述三相相电流信号和所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的启动电流信号和转速信号；
37.电流参考参数获取模块，用于基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无
刷电机的电流参考参数；
38.执行控制模块，基于所述直流无刷电机的换向时刻、所述直流无刷电机的启动电流信号、所述直流无刷电机的转速信号、和所述电流参考参数，控制所述直流无刷电机驱动所述输出机构输出操作。
39.在一种实施方式中，所述旋转导向执行机构的控制装置，还包括：
40.转子定位模块，用于控制所述直流无刷电机的任意两相通电，使所述直流无刷电机的转子转动到与所述直流无刷电机的定子磁场一致的位置；
41.电机加速模块，用于控制所述直流无刷电机根据六步换相法换相，并逐渐增加换向频率和所述直流无刷电机的相电压，直至所述直流无刷电机的转速达到预设转速值；
42.所述换向时刻获取模块，包括：
43.反电动势获取模块，用于当所述直流无刷电机的转速达到预设转速值时，基于该时刻的所述三相相电压信号，获取所述直流无刷电机的反电动势；
44.过零点获取模块，用于基于所述直流无刷电机的反电动势，获取所述直流无刷电机的过零点；
45.换向时刻确认模块，用于基于所述过零点，确定所述直流无刷电机的换向时刻。
46.在一种实施方式中，所述输出机构的目标输出值，包括速度目标值和输出压力目标值中的任意一种；
47.当所述输出机构的目标输出值包括速度目标值时，基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；包括：
48.基于所述速度目标值和所述直流无刷电机的当前速度值，经过pi运算，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；
49.当所述输出机构的目标输出值包括输出压力目标值时，基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；包括：
50.基于所述输出压力目标值和所述输出机构的当前输出压力，经pi运算，获取所述直流无刷电机的速度参考值；
51.基于所述速度参考值和所述直流无刷电机的当前速度值，经pi运算，获取所述直流无刷电机的电流参考参数。
52.在一种实施方式中，所述旋转导向执行机构的控制装置，还包括：
53.输出压力获取模块，用于基于所述直流无刷电机的运行功率参数，获取所述输出机构的输出压力；
54.所述输出压力获取模块，具体用于：
55.当所述输出机构的输出压力逐渐增加时，所述输出机构的输出压力与所述直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
56.f＝a1*p
’2+b1*p’+c1；
57.当所述输出机构的输出压力逐渐减小时，所述输出机构的输出压力与所述直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
58.f＝a2*p
’2+b2*p’+c2；
59.其中，f为所述输出机构的输出压力；p’为所述直流无刷电机的运行功率参数；a1、a2、b1、b2、c1、c2均为输出机构的标定参数。
60.第三方面，本公开提供一种旋转导向执行机构的控制系统，包括：
61.控制器，用于执行上述的控制方法。
62.上述技术方案中的优点或有益效果至少包括：
63.本公开的控制方法通过获取直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；并基于三相相电压信号，获取直流无刷电机的换向时刻，从而获得转子的位置信息，无需使用霍尔传感器等位置感应装置即可获得转子的位置信息，实现直流无刷电机的无感控制，提高直流无刷电机的控制稳定性。同时，本公开的控制方法基于三相相电流信号，获取所述直流无刷电机的启动电流信号，基于所述输出机构的目标输出值，获取所述直流无刷电机的电流参考参数；从而能够根据启动电流信号和电流参考参数，实现旋转导向执行机构的精确控制，本公开的控制方法由于无需霍尔传感器等位置感应装置即可获得转子的位置信息，因此能够解决现有的旋转导向执行机构的控制方法存在的故障率高、稳定性差等缺点。
附图说明
64.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
65.图1示出了根据本公开示例性实施例的控制方法的流程示意图；
66.图2示出了根据本公开示例性实施例中获取直流无刷电机的换向时刻的流程示意图；
67.图3示出了根据本公开示例性实施例中预启动的流程示意图；
68.图4示出了根据本公开示例性实施例中当输出机构的目标输出值包括速度目标值时，获取直流无刷电机的电流参考参数的流程示意图；
69.图5示出了根据本公开示例性实施例中当输出机构的目标输出值包括输出压力目标值时，获取直流无刷电机的电流参考参数的流程示意图；
70.图6示出了根据本公开示例性实施例中获取输出机构的输出压力的流程示意图；
71.图7示出了根据本公开示例性实施例的输出机构的输出压力估算算法的获取流程示意图；
72.图8示出了根据本公开示例性实施例的控制方法在压力控制模式下的逻辑原理示意图；
73.图9示出了根据本公开示例性实施例的控制装置的结构示意图；
74.图10示出了根据本公开示例性实施例的控制装置包括转子定位模块、电机加速模块和输出压力获取模块时的结构示意图；
75.图11示出了根据本公开示例性实施例的换向时刻获取模块的结构示意图；
76.图12示出了根据本公开示例性实施例的控制系统的逻辑原理示意图；
77.图13示出了根据本公开示例性实施例的控制系统的电路原理示意图。
具体实施方式
78.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这
里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
79.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
80.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
81.本文使用的术语“包括”、“具有”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
82.参照图1，本公开的实施例提供一种旋转导向执行机构的控制方法，应用具有直流无刷电机和输出机构的旋转导向执行机构，直流无刷电机与输出机构驱动连接。
83.由于直流无刷电机需要通过不断对定子电流进行换向，从而使得转子转动，因此，直流无刷电机的转速控制需要知道具体的转子位置信息，一般使用霍尔传感器检测转子磁极位置，但是霍尔传感器具有响应慢、温度漂移较大、抗干扰能力差等缺点，影响直流无刷电机的控制稳定性和控制精度。
84.针对上述问题，本公开实施例一种旋转导向执行机构的控制方法，参照图1，控制方法包括：
85.步骤s100，获取直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；
86.步骤s200，基于三相相电压信号，获取直流无刷电机的换向时刻；
87.步骤s300，基于三相相电流信号和三相相电压信号，获取直流无刷电机的启动电流信号和转速信号；
88.步骤s400，基于输出机构的目标输出值，获取直流无刷电机的电流参考参数；
89.步骤s500，基于直流无刷电机的换向时刻、直流无刷电机的启动电流信号、直流无刷电机的转速信号和直流无刷电机的电流参考参数，控制直流无刷电机驱动输出机构输出操作。具体的来说，可以通过换向时刻确定直流无刷电机的转子位置，通过转速信号作为反馈信号结合启动电流信号和电流参考参数，控制直流无刷电机运行。
90.本公开的控制方法通过获取直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；并基于三相相电压信号，获取直流无刷电机的换向时刻，从而获得转子的位置信息，无需使用霍尔传感器等位置感应装置即可获得转子的位置信息，实现直流无刷电机的无感控制，提高直流无刷电机的控制稳定性。同时，本公开的控制方法基于三相相电流信号，获取直流无刷电机的启动电流信号，基于输出机构的目标输出值，获取直流无刷电机的电流参考参数；从而能够根据启动电流信号和电流参考参数，实现旋转导向执行机构的精确控制，本公开的控制方法由于无需霍尔传感器等位置感应装置即可获得转子的位置信息，因此能够解决现有的旋转导向执行机构的控制方法存在的故障率高、稳定性差等缺点。
91.参照图1和图2，在步骤s200，中，通过直流无刷电机的三相相电压信号，获取直流无刷电机的换向时刻，具体包括：
92.步骤s201，检测直流无刷电机的反电动势，获取直流无刷电机的过零点；
93.步骤s202，根据过零点，确定直流无刷电机的换向时刻。
94.由于直流无刷电机启动时，转速较低，无法检测到反电动势，因此本公开在步骤s200之前，对直流无刷电机进行预启动；
95.参照图3，预启动具体包括以下步骤：
96.s601，控制直流无刷电机的任意两相通电，使直流无刷电机的转子转动到与直流无刷电机的定子磁场一致的位置；
97.s602，控制直流无刷电机根据六步换相法依次换相，同时逐渐增加换向频率和直流无刷电机的相电压，直至直流无刷电机的转速达到预设转速值。本实施例中，直流无刷电机为三相直流无刷电机，六步换向法使直流无刷电机的每两相按顺序依次通电，实现按顺序换向，从而使得直流无刷电机转动。
98.在对直流无刷电机进行启动后，当直流无刷电机的转速达到预设转速值时，基于该时刻的三相相电压信号，获取直流无刷电机的反电动势，进而确定直流无刷电机的换向时刻。
99.作为优选的实施方式，本实例的旋转导向执行机构至少包括速度控制模式和压力控制模式；在速度控制模式下，使旋转导向执行机构按设定速度动作，旋转导向执行机构的输出压力为开环控制；在压力控制模式下，使旋转导向执行机构按照设定压力进行输出。因此，在步骤s400中，当旋转导向机构采用速度控制模式时，输出机构的目标输出值包括速度目标值；当旋转导向机构采用压力控制模式时，输出机构的目标值包括输出压力目标值。
100.在压力控制模式下，步骤s300，还包括基于三相相电流信号和三相相电压信号，获取直流无刷电机的转矩信息；
101.步骤s500，基于直流无刷电机的换向时刻、直流无刷电机的启动电流信号、直流无刷电机的转速信号、转矩信息和直流无刷电机的电流参考参数，控制直流无刷电机驱动输出机构输出操作。具体的来说，可以通过换向时刻确定直流无刷电机的转子位置，通过转速信号和转矩信息计算直流无刷电机的运行功率参数，通过运行功率参数估算输出机构的压力值，从而根据估算的输出压力值作为反馈信号，结合启动电流信号和电流参考参数，控制直流无刷电机运行。
102.参照图4，当输出机构的目标输出值包括速度目标值时，步骤s400；包括：
103.步骤s401，基于速度目标值和直流无刷电机的当前速度值，经过pi运算，获取直流无刷电机的电流参考参数；此时，对输出机构的速度进行闭环控制，对输出机构的输出压力进行开环控制；
104.参照图5，当输出机构的目标输出值包括输出压力目标值时，步骤s400；包括：
105.步骤s402，基于输出压力目标值和输出机构的当前输出压力，经pi运算，获取直流无刷电机的速度参考值；
106.步骤s403，基于速度参考值和直流无刷电机的当前速度值，经pi运算，获取直流无刷电机的电流参考参数。
107.在压力控制模块模式下，通过将压力环作为直流无刷电机控制的最外环，即将输出机构的输出压力和当前输出压力进行pi运算后的输出结果作为速度环的速度参考值，最终控制旋转导向执行机构按照设定的输出压力目标值进行输出。
108.参照图6，作为本实例的优选实施方式，在步骤s500之后，还包括：
109.步骤s700，基于直流无刷电机的运行功率参数，获取输出机构的输出压力。具体的，步骤s700，包括：
110.步骤s701，当输出机构的输出压力逐渐增加时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数满足等式(1)：
111.f＝a1*p
’2+b1*p’+c1；(1)
112.步骤s702，当输出机构的输出压力逐渐减小时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数满足等式(2)：
113.f＝a2*p
’2+b2*p’+c2；(2)
114.其中，f为输出机构的输出压力；p’为直流无刷电机的运行功率参数；a1、a2、b1、b2、c1、c2均为输出机构的标定参数。
115.参照图7，图7示出了输出机构的输出压力估算算法的获取流程示意图；即上述等式(1)、等式(2)和标定参数a1、a2、b1、b2、c1、c2的获取方法，本实施例可通过试验方式获取，具体包括以下步骤：
116.步骤801，控制直流无刷电机驱动输出机构运转，在速度模式下，从预设的最低转速开始，待运行稳定后，记录当前直流无刷电机运行功率参数p’的值与输出机构的输出压力f的值，然后使转速每次以设定增量递增，每次递增后记录直流无刷电机运行功率参数p’的值与输出机构的输出压力f的值，直到达到最大输出压力；该步骤中，优选的，预设的最低转速为200rpm，设定增量为100rpm；
117.步骤802，在matlab等工具下，以直流无刷电机运行功率参数p’为横坐标，以输出机构的输出压力f为纵坐标，以二次多项式进行拟合，得到当输出机构的输出压力逐渐增加时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数之间的函数关系，即等式(1)；
118.步骤803，控制直流无刷电机驱动输出机构运转，从输出机构的最大输出压力开始，待运行稳定后，记录当前直流无刷电机运行功率参数p’的值与输出机构的输出压力f的值，然后按设定减量递减，每次递交后记录直流无刷电机运行功率参数p’的值与输出机构的输出压力f的值，直到降低到最低转速；该步骤中，优选的最低转速为200rpm，设定减量为100rpm；
119.步骤804，在matlab等工具下，以直流无刷电机运行功率参数p’为横坐标，以输出机构的输出压力f为纵坐标，以二次多项式进行你和，得到当输出机构的输出压力逐渐减小时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数之间的函数关系，即等式(2)。
120.通过试验获得的系数a1、a2、b1、b2、c1、c2作为输出机构的标定参数，标定参数为实数。
121.本公开实施例的旋转导向执行机构的控制方法，在控制旋转导向执行机构工作的过程中，能够基于等式(1)和等式(2)实时估算输出机构的输出压力，因此无需使用压力传感器，不仅能够降低控制系统的硬件成本，而且能够避免压力传感器在复杂环境下造成的传感精度低、工作不稳定等问题。
122.本实施例中，直流无刷电机的运行功率参数与输出机构的输出压力值成正相关关系。直流无刷电机在运行过程中反馈转速n和转矩t信息，由电机拖动原理可知，直流无刷电机瞬时功率p＝t
×
n/9550。不考虑系数，并对直流无刷电机的瞬时功率进行低通滤波后，得到代表直流无刷电机运行功率参数p’＝lpf(t
×
n)。
123.图8示出了本公开实施例的控制方法在压力控制模式下的逻辑原理示意图；本实施例中，步骤s100-步骤s300为直流无刷电机的无感控制算法，通过adc转换模块获取直流无刷电机的三相相电压va、vb和vc、以及三相相电流ia、ib和ic，基于三相相电压和三相相电流，根据无感控制算法可以获得直流无刷电机的转矩t、角速度ω和启动电流信号iq，通过角速度ω获得直流无刷电机的转速n，通过转速n和转矩t根据电机拖动原理计算直流无刷电机的瞬时功率，进而获得直流无刷电机的运行功率参数p’，通过运行功率参数p’结合等式(1)或等式(2)计算获得输出机构的输出压力f，将输出压力和输出压力目标值(给定值)作为压力环的输入参数，进行pi运算，将运算结果作为速度环的给定值，结合角速度ω进行速度环的pi运算，将运算结果作为电流环的给定值，结合启动电流信号iq进行电流环的pi运行，将运算结果用于生产相应的svpwm信号(space vector pulse width modulation，swpwm，空间矢量脉宽调制)，根据svpwm信号进行三相逆变后，控制直流无刷电机运行。
124.由上可知，本公开实施例的控制方法，只需采集三相相电压信号和相信电流信号，即可判断相电压的过零点，确定直流无刷电机的换向时刻，从而实现直流无刷电机的无感控制，同时在直流无刷电机的运行过程中，通过对三相相电流信号的运算，能够实时计算获取直流无刷电机的转矩信息，转速信息也可以根据三相相电流的换向频率、三相相电压的大小等参数实时计算，从而能够实时计算获取直流无刷电机运行功率参数p’，进而根据等式(1)或等式(2)获取输出机构的输出压力f，实现旋转导向执行机构的精确控制，通过实验计算，在压力控制模式下，能够将输出压力的精度在5％以内。
125.参照图9，本公开实施例还提供了一种旋转导向执行机构的控制装置，应用具有直流无刷电机和输出机构的旋转导向执行机构，直流无刷电机与输出机构驱动连接，装置包括：
126.电流和电压获取模块100，用于获取直流无刷电机的三相相电压信号和三相相电流信号；
127.换向时刻获取模块200，用于基于三相相电压信号，获取直流无刷电机的换向时刻；
128.启动电流获取模块300，用于基于三相相电流信号，获取直流无刷电机的启动电流信号；
129.电流参考参数获取模块400，用于基于输出机构的目标输出值，获取直流无刷电机的电流参考参数；
130.执行控制模块500，用于基于直流无刷电机的换向时刻、直流无刷电机的启动电流信号和直流无刷电机的电流参考参数，控制直流无刷电机驱动输出机构输出操作。
131.参照图10，在一种实施方式中旋转导向执行机构的控制装置，还包括：
132.转子定位模块600，用于控制直流无刷电机的任意两相通电，使直流无刷电机的转子转动到与直流无刷电机的定子磁场一致的位置；
133.电机加速模块700，用于控制直流无刷电机根据六步换相法依次换相，同时逐渐增加换向频率和直流无刷电机的相电压，直至直流无刷电机的转速达到预设转速值；
134.参照图11，换向时刻获取模块200，包括：
135.反电动势获取模块201，用于当直流无刷电机的转速达到预设转速值时，基于该时刻的三相相电压信号，获取直流无刷电机的反电动势；
136.过零点获取模块202，用于基于直流无刷电机的反电动势，获取直流无刷电机的过零点；
137.换向时刻确认模块203，用于基于过零点，确定直流无刷电机的换向时刻。
138.在一种实施方式中，输出机构的目标输出值，包括速度目标值和输出压力目标值中的任意一种；
139.当输出机构的目标输出值包括速度目标值时，基于输出机构的目标输出值，获取直流无刷电机的电流参考参数；包括：
140.基于速度目标值和直流无刷电机的当前速度值，经过pi运算，获取直流无刷电机的电流参考参数；
141.当输出机构的目标输出值包括输出压力目标值时，基于输出机构的目标输出值，获取直流无刷电机的电流参考参数；包括：
142.基于输出压力目标值和输出机构的当前输出压力，经pi运算，获取直流无刷电机的速度参考值；
143.基于速度参考值和直流无刷电机的当前速度值，经pi运算，获取直流无刷电机的电流参考参数。
144.参照图10，在一种实施方式中旋转导向执行机构的控制装置，还包括：
145.输出压力获取模块800，用于基于直流无刷电机的运行功率参数，获取输出机构的输出压力；
146.输出压力获取模块800，具体用于：
147.当输出机构的输出压力逐渐增加时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
148.f＝a1*p
’2+b1*p’+c1；
149.当输出机构的输出压力逐渐减小时，输出机构的输出压力与直流无刷电机的运行功率参数满足以下等式：
150.f＝a2*p
’2+b2*p’+c2；
151.其中，f为输出机构的输出压力；p’为直流无刷电机的运行功率参数；a1、a2、b1、b2、c1、c2均为输出机构的标定参数。
152.上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
153.第三方面，本公开的实施例还提供了一种旋转导向执行机构的控制系统，参照图12和图13，控制系统包括：
154.控制器10，用于执行上述的方法；控制器可采用dsp控制芯片，优选型号为tms320f28069f，该dsp控制芯片能够输出六路pwm信号，并且具有多个adc转换接口，能够用于采集电压信号和电流信号。
155.所述控制系统还包括：
156.电机驱动模块20，与控制器10相连，用于驱动旋转导向执行机构的直流无刷电机动作，电机驱动模块包括三相逆变器；
157.二次电源电路30，二次电源电路包括降压稳压器，用于将供电电源转换成dsp控制芯片、电机驱动模块等电路模块的工作电源；降压稳压器可选用型号为tps62100-ht的耐高
温降压稳压器；
158.母线电压采集电路40，母线电压采集电路40的输入端与二次电源电路30相连，输出端与控制器10相连，包括电阻r3和电阻r4，母线电压经过电阻r3和电阻r4分压后，输入到dsp控制芯片的转换接口adc6；母线电压为二次电源电路的输出电压；
159.三相相电压采集电路50，三相相电压采集电路50的输入端与直流无刷电机的三相相电压相连，输出端与控制器10的adc转换接口相连，用于采集直流无刷电机的三相相电压信号，三相相电压采集电路包括三路分压电阻，直流无刷电机的每相电压分别经过分别结果通过一路分压电阻分压后，分别输入到dsp控制芯片的转换接口adc3、转换接口adc4和转换接口adc5；
160.三相相电流采集电路60，三相相电流采集电路60的输入端与电机驱动模块相连，输出端与控制器10的adc转换接口相连，用于采集直流无刷电机的三相电路信号，三相相电流采集电路包括采样电阻r1、采样电阻r2、运算放大器u1和运算放大器u2，采样电阻r1和采样电阻r2从电机驱动模块采集任意两相相电流，并分别经过运算放大器u1和运算放大器放大后，输入到dsp控制芯片的转换接口adc1和转换接口adc2。
161.通讯电路70，与控制器相连，用于与上位机通讯，接受上位机的控制指令，反馈控制器的工作信息等。
162.本实施例的控制系统通过采集三相相电压信号和相信电流信号，利用控制器执行上述控制方法，判断相电压的过零点，确定直流无刷电机的换向时刻，从而实现直流无刷电机的无感控制，同时在直流无刷电机的运行过程中，通过对三相相电流信号的运算，能够实时计算获取直流无刷电机的转矩信息，转速信息也可以根据三相相电流的换向频率、三相相电压的大小等参数实时计算，从而能够实时计算获取直流无刷电机运行功率参数，进而获取输出机构的输出压力，实现旋转导向执行机构的精确控制。
163.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。