[發明專利]基于地面站的無人機控制方法及裝置

在審

• 申請號: 201711480069.9
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108388255A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 趙國成;余輝;葉宇鷹;李少坤;詹福宇
• 申請（專利權）人: 易瓦特科技股份公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明實施例提供了一種基于地面站的無人機控制方法及裝置，其中的方法包括：地面站獲得第一控制指令，所述第一控制指令為用以控制無人機飛行達到目標狀態的原始控制指令；所述地面站根據預設的理想模型，將所述第一控制指令轉化為與預期響應動態相符的第二控制指令；所述地面站采集與所述第二控制指令相關的無人機的飛行狀態參數，并據此生成綜合反饋；所述地面站根據所述第二控制指令和所述綜合反饋進行誤差控制，獲得第三控制指令；所述地面站根據所述第三控制指令對所述無人機進行控制。本發明實現了提高無人機控制方法穩定性和魯棒性的技術效果。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種基于地面站的無人機控制方法及裝置。

背景技術

目前，無人機被廣泛應用于地圖測繪、森林勘測、災情監測、物流快遞、高空拍攝等領域。

飛機本質上是一個復雜的非線性系統，傳統的控制方法是先將飛機數學模型線性化，得到不同模態下的小擾動線性化狀態方程，然后針對不同飛行模態設計相應的控制律并進行調參，最后將所有的飛行狀態連接起來構成整個包線內的控制律。傳統的控制方法中，如果飛機姿態發生劇烈變化或受到較大外界干擾的時候，無法對飛機進行有效的控制，甚至會導致無人機直接失控，因而控制的穩定性和魯棒性較差，飛行品質和安全難以保證。

可見，現有技術中無人機控制方法存在穩定性和魯棒性較差的技術問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種基于地面站的無人機控制方法及裝置，用于解決現有技術中基于地面站的無人機控制方法存在穩定性和魯棒性較差的問題。

第一方面，本發明提供了一種基于地面站的無人機控制方法，包括：

地面站獲得第一控制指令，所述第一控制指令為用以控制無人機飛行達到目標狀態的原始控制指令；

所述地面站根據預設的理想模型，將所述第一控制指令轉化為與預期響應動態相符的第二控制指令；

所述地面站采集與所述第二控制指令相關的無人機的飛行狀態參數，并據此生成綜合反饋；

所述地面站根據所述第二控制指令和所述綜合反饋進行誤差控制，獲得第三控制指令；

所述地面站根據所述第三控制指令對所述無人機進行控制。

可選地，所述理想模型中設置有第一控制指令與預期響應動態的對應關系。

可選地，所述與所述第二控制指令相關的無人機的飛行狀態參數包括：

飛行速度、動壓、過載、高度、加速度，姿態角、角速率、角加速度、氣流角、電機轉速、舵面偏轉角、大氣密度、大氣溫度中的一種或多種。

可選地，所述據此生成綜合反饋包括：

所述地面站將所述飛行狀態參數的值進行變量設計，轉換為與所述第二控制指令對應的指令變化值，將所述指令變化值作為所述綜合反饋。

可選地，根據所述第二控制指令和所述綜合反饋進行誤差控制，獲得第三控制指令包括：

根據所述第二控制指令和所述綜合反饋計算誤差，并通過控制運算得到綜合誤差控制指令；

所述地面站從所述綜合誤差控制指令解析并提取出與控制輸出直接相關的物理量作為第三控制指令。

可選地，在對所述第二控制指令與所述綜合反饋進行誤差控制，獲得第三控制指令之后，所述方法還包括：

所述地面站對無人機飛行的不確定或干擾因素進行預測，獲得預測值；

所述地面站基于所述預測值對所述第三控制指令進行修正，獲得第四控制指令。

基于同樣的發明構思，本發明第二方面提供了一種無人機的控制裝置，包括：