[發明專利]飛行器的控制方法、裝置和計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201810154426.0
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN110187634B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張波;劉艷光;沙承賢
• 申請（專利權）人: 北京京東乾石科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D1/08
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 王莉莉

本公開涉及一種飛行器的控制方法、裝置和計算機可讀存儲介質，涉及控制技術領域。該方法包括：根據飛行器的控制效率矩陣G、第一姿態角期望控制量ul和第二姿態角期望控制量um，計算執行機構控制量向量δ的估計值δ′；在δ′中存在飽和控制量的情況下，根據δ′中的控制量、第三姿態角期望控制量un和油門期望控制量ut確定第一飽和系數，根據第一飽和系數對ut進行調整，以獲取調整后的油門期望控制量ut′；根據δ′中的控制量、un和ut′確定第二飽和系數，根據第二飽和系數對ul和um進行調整，以獲取調整后的第一姿態角期望控制量ul′和調整后的第二姿態角期望控制量um′；根據ul′、um′、ut′、un和G計算δ。該方法和裝置能夠解決控制飽和問題，避免了飛行器失控。

技術領域

本公開涉及控制技術領域，特別涉及一種飛行器的控制方法、飛行器的裝置和計算機可讀存儲介質。

背景技術

無人駕駛飛行器可以分為無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器等種類。尤其是其中的多旋翼飛行器，作為一種布局新穎、機動能力靈活的飛行平臺，目前已被應用在物流運輸中。但是，多旋翼飛行器是一種復雜的非線性、強耦合、多輸入多輸出的動力學系統，因此，相對一般的控制對象，多旋翼飛行器具有更為復雜的控制過程。

相關技術通過求取飛行器的控制效率矩陣，將期望滾轉控制量、期望俯仰控制量、期望偏航控制量和期望油門控制量轉換為飛行器的各執行機構的實際控制量。

發明內容

本公開的發明人發現上述相關技術中存在如下問題：計算出的實際控制量往往超出各執行機構能夠達到的物理邊界，從而導致了控制飽和問題，造成飛行器失控。針對上述問題，本公開提出了一種能夠解決控制飽和問題的飛行器控制技術方案，從而避免了飛行器失控。

根據本公開的一些實施例，提供了一種飛行器的控制方法，包括：根據飛行器的控制效率矩陣G、第一姿態角期望控制量ul和第二姿態角期望控制量um，計算所述飛行器的執行機構控制量向量δ的估計值δ′；在δ′中存在飽和控制量的情況下，根據δ′中的控制量、第三姿態角期望控制量un和油門期望控制量ut確定第一飽和系數，根據所述第一飽和系數對ut進行調整，以獲取調整后的油門期望控制量ut′；根據所述δ′中的控制量、un和ut′確定第二飽和系數，根據所述第二飽和系數對ul和um進行調整，以獲取調整后的第一姿態角期望控制量ul′和調整后的第二姿態角期望控制量um′；根據ul′、um′、ut′、un和G計算δ。

可選地，獲取δ′中幅值最大的飽和控制量rp；根據所述第三姿態角期望控制量un計算預留控制量C_re；根據所述油門期望控制量ut計算控制余量C_ma；將rp+C_re-C_ma和|ut|-ut_bo二者中值小的一個確定為所述第一飽和系數，ut_bo為所述飛行器的油門補償邊界值。

可選地，根據所述調整后的油門期望控制量ut′計算新的控制余量C_ma′；根據所述幅值最大的飽和控制量rp、所述預留控制量C_re和C_ma′確定所述第二飽和系數。

可選地，根據所述調整后的第一姿態角期望控制量ul′、調整后的第二姿態角期望控制量um′、調整后的油門期望控制量ut′和所述控制效率矩陣G計算所述執行機構控制量向量δ的第一分量向量δ₁；根據所述第三姿態角期望控制量un和G計算δ的第二分量向量δ₂；在δ₁+δ₂中存在飽和控制量的情況下，根據δ₁和δ₂中的控制量確定第三飽和系數，根據所述第三飽和系數對un進行調整，以獲取調整后的第三姿態角期望控制量un′；根據un′和G計算新的第二分量向量δ₂′；將δ₁+δ₂′確定為δ。