[發明專利]飛行器的控制方法、裝置和飛行器有效
| 申請號: | 201711498560.4 | 申請日: | 2017-12-29 |
| 公開(公告)號: | CN107943097B | 公開(公告)日: | 2020-07-17 |
| 發明(設計)人: | 劉昊;馬騰;蔡國飆;劉德元;趙萬兵 | 申請(專利權)人: | 北京航空航天大學 |
| 主分類號: | G05D1/10 | 分類號: | G05D1/10 |
| 代理公司: | 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371 | 代理人: | 徐彥圣 |
| 地址: | 100000*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 飛行器 控制 方法 裝置 | ||
1.一種飛行器的控制方法,其特征在于,所述方法應用于飛行器的控制器;所述方法包括:
采集飛行器的動力系統輸出的初始飛行狀態參數;其中,所述初始飛行狀態參數包括飛行速度和飛行高度;
根據所述初始飛行狀態參數和預設的參考信號,生成初始控制信號;
將所述初始控制信號輸入至所述飛行器的動力系統,采集所述動力系統輸出的當前飛行狀態參數,計算所述當前飛行狀態參數與所述參考信號之間的誤差信號;
根據所述誤差信號,生成補償控制信號;
根據所述初始控制信號和所述補償控制信號,確定所述飛行器的節流閥和舵偏角控制信號,以對所述飛行器的飛行狀態進行控制;
所述根據所述初始飛行狀態參數和預設的參考信號,生成初始控制信號的步驟,包括:
通過下述公式,計算初始控制信號ui,H:
ui,H=Ki,Hei,i=1,2,;
其中,i=1代表飛行速度;i=2代表飛行高度;Ki,H為次優狀態反饋增益;ei為誤差信號;
所述次優狀態反饋增益Ki,H,通過下述公式獲得:
其中,ωn為自然角頻率;ρ為大氣密度;vtrim為所述飛行器在巡航飛行階段平衡狀態時的速度;S為參考面積;為平均氣動弦長;CMe為空氣動力系數;Iyy為轉動慣量;
Pi為下述方程的對稱正定解:
a21=vtrim;a22=Ttrim/mN/Vtrim;CTβ0和CTβ2為空氣動力系數;m為飛機質量;ζn為阻尼比;Ttrim為所述飛行器在巡航飛行階段平衡狀態時的推力;c1j,j=1,2,3、c2j,j=1,2,3,4和θi是權重參數;Qi,i=1,2是對稱正定矩陣,φi,i=1,2是設定的衰減因子;上標N表示參數為標稱參數;
所述根據所述誤差信號,生成補償控制信號的步驟,包括:
通過下述公式,計算補償控制信號ui,R(s):
其中,s為拉普拉斯算子;F1(s)=f13/(s+f1)3,f1和f2是設定的濾波參數,為正常數;y1=v-rv,y2=h-rh;v為所述飛行器的速度;h為所述飛行器的高度;rv為所述飛行器在巡航飛行階段的參考速度;rh為所述飛行器在巡航飛行階段的參考高度;Gi(s)為從ui,R(s)至yi的傳遞函數;
所述傳遞函數Gi(s),通過下述公式獲得:
Gi(s)=Ci(sIi-Ai,H)-1Bi,i=1,2;
其中,Ii,i=1,2為單位矩陣;Ai,H=Ai+BiKi,H;
所述根據所述初始控制信號和所述補償控制信號,確定所述飛行器的節流閥和舵偏角控制信號,以對所述飛行器的飛行狀態進行控制的步驟,包括:
計算所述飛行器的最終控制信號ui=ui,H+ui,R,i=1,2;
根據所述最終控制信號控制所述飛行器的飛行速度和/或飛行高度。
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