[發(fā)明專利]無(wú)人機(jī)控制器參數(shù)調(diào)整方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010503438.3
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101950174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冠林;朱紀(jì)洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是用于調(diào)整無(wú)人機(jī)控制器參數(shù)的方法，能夠在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中方便、快捷和安全地調(diào)整控制器參數(shù)。主要應(yīng)用于航空航天、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無(wú)人機(jī)的控制器參數(shù)通常是在地面預(yù)先設(shè)定好，然后在飛行中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。然而以往的調(diào)節(jié)方法是在無(wú)人機(jī)降落后再連接飛行控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行更改。由于無(wú)人機(jī)控制器參數(shù)的調(diào)整往往需要數(shù)次實(shí)驗(yàn)才能完成，因此該參數(shù)調(diào)整方法需要頻繁起降無(wú)人機(jī)。所以該方法不僅效率非常低，而且頻繁起降會(huì)顯著增大事故發(fā)生概率，甚至造成墜機(jī)等嚴(yán)重事故。本發(fā)明通過(guò)地面站軟件界面，將需要調(diào)整的參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)，使得原先對(duì)飛行控制計(jì)算機(jī)的有線連接改為無(wú)線連接。其優(yōu)點(diǎn)是不需無(wú)人機(jī)頻繁起降、拆機(jī)和硬件改動(dòng)，而在飛行中即可對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具有方便、快捷和安全的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于無(wú)人機(jī)參數(shù)調(diào)整的方法。

本發(fā)明的特征在于，含有：地面站，飛行控制計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)，其中，通過(guò)地面站設(shè)定需要調(diào)整的參數(shù)，地面站將設(shè)定的參數(shù)指令裝幀后，利用數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)將參數(shù)幀發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)；飛行控制計(jì)算機(jī)將參數(shù)指令解幀后，利用得到的參數(shù)更新控制器的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)控制器參數(shù)的調(diào)整。其優(yōu)點(diǎn)是不需無(wú)人機(jī)頻繁起降、拆機(jī)和硬件改動(dòng)，而在飛行過(guò)程中即可對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具有方便、快捷和安全的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是無(wú)人機(jī)參數(shù)調(diào)整示意圖。圖1中所示的地面站通過(guò)數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)，將需要調(diào)整的參數(shù)裝幀發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)。飛行控制計(jì)算機(jī)根據(jù)地面站接收的參數(shù)，及時(shí)更新控制器的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)參數(shù)的調(diào)整。

具體實(shí)施方式

無(wú)人機(jī)參數(shù)調(diào)整方法的實(shí)施由地面站、飛行控制計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)組成。通過(guò)地面站操作界面，將需要調(diào)整的參數(shù)指令按照設(shè)定的通訊協(xié)議裝幀后，利用數(shù)據(jù)傳送電臺(tái)將參數(shù)幀發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)。

飛行控制計(jì)算機(jī)收到參數(shù)幀后，按照設(shè)定的通訊協(xié)議解幀，即可得到用于調(diào)整控制器的飛行參數(shù)。隨之，無(wú)人機(jī)的相關(guān)參數(shù)即可得到調(diào)整和更改。

以PID控制器為例，其控制算法為：

δu(t)=Kpe(t)+Ki∫0te(t)dt+Kde·(t)]]>

其中，e(t)是無(wú)人機(jī)期望值與當(dāng)前值的誤差，K_p、K_i和K_d是PID控制算法的比例、積分和微分系數(shù)，δ_u(t)是根據(jù)PID控制算法得到的控制量。

在無(wú)人機(jī)的飛行中，如需調(diào)整控制器參數(shù)，則只需在地面站上輸入新的K_p、K_i和K_d參數(shù)。地面站將新的K_p、K_i和K_d參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)裝幀發(fā)送給無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)，后者將參數(shù)指令解幀后得到新的K_p、K_i和K_d，并隨之更新PID控制器，從而在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)其控制器參數(shù)的調(diào)整。

為了增強(qiáng)抗干擾能力，還可以在地面站對(duì)參數(shù)進(jìn)行加密裝幀，在飛行控制計(jì)算機(jī)中進(jìn)行加密解幀，從而避免干擾和誤操作的出現(xiàn)。

本發(fā)明使得原先對(duì)飛行控制計(jì)算機(jī)的有線連接改為無(wú)線連接，在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中即可對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具有方便、快捷和安全的優(yōu)點(diǎn)。