[發(fā)明專利]橫航向姿態(tài)控制方法及相關裝置

有效

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• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108107902B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 饒丹;任斌;王陳;陳鵬
• 申請（專利權）人: 成都縱橫自動化技術股份有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐彥圣

本發(fā)明涉及飛行器控制技術領域，提供一種橫航向姿態(tài)控制方法及相關裝置，當無人機在飛行過程中追蹤導航的滾轉角指令時，首先獲取無人機的飛行狀態(tài)量，然后將飛行狀態(tài)量輸入預設的橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)中，得到差動控制量，該差動控制量是第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)之間的動力差，該動力差產生航向差動力矩使無人機發(fā)生橫航向運動；最后按照控制分配策略，將差動控制量分配至第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)，實現無人機的橫航向姿態(tài)控制。與現有技術相比，通過第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)之間的動力差使無人機發(fā)生橫航向運動，可以對欠驅動無人機進行橫航向姿態(tài)控制，具有良好的實用性。

技術領域

本發(fā)明涉及飛行器控制技術領域，具體而言，涉及一種橫航向姿態(tài)控制方法及相關裝置。

背景技術

常規(guī)布局的無人機在空中進行橫航向兩個自由度的姿態(tài)控制時，有兩個控制輸入，分別靠副翼進行橫向調節(jié)、方向舵進行航向調節(jié)，因此常規(guī)布局的無人機是一個完全驅動系統(tǒng)。對于直接力控制的無人機由于無副翼、無方向舵，因此無法按常規(guī)布局形式的橫航向控制律進行姿態(tài)控制。

基于直接力控制的無人機可以通過左右動力系統(tǒng)的動力差動產生航向力矩，直接帶來飛機的航向偏轉運動。但是基于直接力控制的無人機橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)是一個欠驅動系統(tǒng)，因為控制輸入只有差動動力系統(tǒng)的航向差動力矩，飛機的橫航向運動涉及橫向和航向兩個運動的自由度，故無法采用上述的橫航向姿態(tài)控制方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種橫航向姿態(tài)控制方法及相關裝置，用以改善上述問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種橫航向姿態(tài)控制方法，應用于無人機，所述無人機包括第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)，所述方法包括：當所述無人機在飛行過程中追蹤導航的滾轉角指令時，獲取所述無人機的飛行狀態(tài)量，其中，所述飛行狀態(tài)量為所述無人機的當前飛行參數；將所述飛行狀態(tài)量輸入預設的橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)中，得到差動控制量，其中，所述差動控制量是所述第一動力系統(tǒng)和所述第二動力系統(tǒng)之間的動力差，所述動力差產生航向差動力矩使所述無人機發(fā)生橫航向運動；按照控制分配策略，將所述差動控制量分配至所述第一動力系統(tǒng)和所述第二動力系統(tǒng)，實現所述無人機的橫航向姿態(tài)控制。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種橫航向姿態(tài)控制裝置，應用于無人機，所述無人機包括第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)，所述裝置包括飛行狀態(tài)量獲取模塊、差動控制量獲得模塊及差動控制量分配模塊。其中，飛行狀態(tài)量獲取模塊用于當所述無人機在飛行過程中追蹤導航的滾轉角指令時，獲取所述無人機的飛行狀態(tài)量，其中，所述飛行狀態(tài)量為所述無人機的當前飛行參數；差動控制量獲得模塊用于將所述飛行狀態(tài)量輸入預設的橫航向姿態(tài)控制系統(tǒng)中，得到差動控制量，其中，所述差動控制量是所述第一動力系統(tǒng)和所述第二動力系統(tǒng)之間的動力差，所述動力差產生航向差動力矩使所述無人機發(fā)生橫航向運動；差動控制量分配模塊用于按照控制分配策略，將所述差動控制量分配至所述第一動力系統(tǒng)和所述第二動力系統(tǒng)，實現所述無人機的橫航向姿態(tài)控制。

第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種無人機，所述無人機包括第一動力系統(tǒng)和第二動力系統(tǒng)，所述無人機還包括：一個或多個處理器；存儲器，用于存儲一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現如上述的橫航向姿態(tài)控制方法。

第四方面，本發(fā)明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現上述橫航向姿態(tài)控制方法。