[發(fā)明專利]橫航向姿態(tài)控制方法及相關(guān)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711384280.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108107902B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒丹;任斌;王陳;陳鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都縱橫自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐彥圣

1.一種橫航向姿態(tài)控制方法，其特征在于，應(yīng)用于基于直接力控制的無(wú)人機(jī)，所述無(wú)人機(jī)包括第一動(dòng)力系統(tǒng)和第二動(dòng)力系統(tǒng)，所述方法包括：

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中追蹤導(dǎo)航的滾轉(zhuǎn)角指令時(shí)，獲取所述無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)量，其中，所述飛行狀態(tài)量為所述無(wú)人機(jī)的當(dāng)前飛行參數(shù)；

將所述飛行狀態(tài)量輸入預(yù)設(shè)的橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)中，得到差動(dòng)控制量，其中，所述差動(dòng)控制量是所述第一動(dòng)力系統(tǒng)和所述第二動(dòng)力系統(tǒng)之間的動(dòng)力差，所述動(dòng)力差產(chǎn)生航向差動(dòng)力矩使所述無(wú)人機(jī)發(fā)生橫航向運(yùn)動(dòng)；

按照控制分配策略，將所述差動(dòng)控制量分配至所述第一動(dòng)力系統(tǒng)和所述第二動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所述無(wú)人機(jī)的橫航向姿態(tài)控制；

所述飛行狀態(tài)量包括滾轉(zhuǎn)角指令、滾轉(zhuǎn)角測(cè)量值和偏航速率測(cè)量值，所述橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)包括滾轉(zhuǎn)控制項(xiàng)和阻尼控制項(xiàng)；

所述將所述飛行狀態(tài)量輸入預(yù)設(shè)的橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)中，得到差動(dòng)控制量的步驟，包括：

將所述滾轉(zhuǎn)角指令和所述滾轉(zhuǎn)角測(cè)量值輸入滾轉(zhuǎn)控制項(xiàng)，得到用于跟蹤滾轉(zhuǎn)角指令的第一控制指令；

將所述滾轉(zhuǎn)角指令和所述偏航速率測(cè)量值作為阻尼控制項(xiàng)，得到用于增加所述橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)的阻尼特性的第二控制指令；

根據(jù)所述第一控制指令和所述第二控制指令，得到差動(dòng)控制量。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述滾轉(zhuǎn)控制項(xiàng)包括第一控制回路和第二控制回路；

所述將所述滾轉(zhuǎn)角指令和所述滾轉(zhuǎn)角測(cè)量值輸入滾轉(zhuǎn)控制項(xiàng)，得到消除滾轉(zhuǎn)角偏差的第一控制指令的步驟，包括：

將所述滾轉(zhuǎn)角指令和所述滾轉(zhuǎn)角測(cè)量值輸入第一控制回路，所述第一控制回路依據(jù)滾轉(zhuǎn)角指令和滾轉(zhuǎn)角測(cè)量值之間的偏差得到滾轉(zhuǎn)角速率控制量；

獲取所述無(wú)人機(jī)的滾轉(zhuǎn)角速率測(cè)量值；

將所述滾轉(zhuǎn)角速率控制量和所述滾轉(zhuǎn)角速率測(cè)量值輸入第二控制回路，所述第二控制回路依據(jù)滾轉(zhuǎn)角速率控制量和滾轉(zhuǎn)角速率測(cè)量值之間的偏差得到第一控制指令。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述滾轉(zhuǎn)角指令和所述偏航速率測(cè)量值作為阻尼控制項(xiàng)，得到用于增加所述橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)的阻尼特性的第二控制指令的步驟，包括：

將所述偏航速率測(cè)量值的負(fù)反饋和/或所述滾轉(zhuǎn)角指令的前饋?zhàn)鳛樽枘峥刂祈?xiàng)，得到用于增加所述橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)的阻尼特性的第二控制指令。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一控制指令和所述第二控制指令，得到差動(dòng)控制量的步驟，包括：

將所述第一控制指令和所述第二控制指令進(jìn)行疊加，得到差動(dòng)控制總量；

對(duì)所述差動(dòng)控制總量進(jìn)行限幅處理，得到差動(dòng)控制量。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一動(dòng)力系統(tǒng)和所述第二動(dòng)力系統(tǒng)分別設(shè)置于所述無(wú)人機(jī)的第一方向和第二方向；

所述按照控制分配策略，將所述差動(dòng)控制量分配至所述第一動(dòng)力系統(tǒng)和所述第二動(dòng)力系統(tǒng)的步驟，包括：

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)向第一方向偏航時(shí)，分配動(dòng)力增加量至所述第一動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力減小量至所述第二動(dòng)力系統(tǒng)，所述動(dòng)力增加量與所述動(dòng)力減小量之差為所述差動(dòng)控制量；

當(dāng)所述無(wú)人機(jī)向第二方向偏航時(shí)，分配動(dòng)力減小量至所述第一動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力增加量至所述第二動(dòng)力系統(tǒng)，所述動(dòng)力增加量與所述動(dòng)力減小量之差為所述差動(dòng)控制量。