[發明專利]控制參量的冗余優化處理方法、裝置及實現裝置

有效

• 申請號: 201810830793.8
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108945398B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 張宇;王云鶴;李平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B64C19/00
• 分類號: B64C19/00;B64C27/52;B64D31/00;G06F30/15
• 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: 鄧超

1.一種控制參量的冗余優化處理方法，其特征在于，所述方法應用于傾轉旋翼機，包括：

獲取傾轉旋翼機的控制參量和飛行參量；

根據所述傾轉旋翼機的動力學模型，建立所述控制參量與所述飛行參量的第一對應關系；

根據所述第一對應關系，確定所述控制參量的自由系數；

根據預設的優化指標，對所述自由系數求取最優解；

根據所述最優解，確定最終的控制參量；

所述根據所述傾轉旋翼機的動力學模型，建立所述控制參量與所述飛行參量的第一對應關系的步驟，包括：

通過下述公式建立所述控制參量與所述飛行參量的第一對應關系：

其中，Γ＝τ₁ cosα₁ cosβ₁-τ₂ cosα₂ cosβ₂+τ₃ cosα₃ cosβ₃，τ₁為第一電機產生的力矩，F₁為第一旋翼的升力；τ₂為第二電機產生的力矩，F₂為第二旋翼的升力；τ₃為第三電機產生的力矩，F₃為第三旋翼的升力；α₁、β₁分別為第一旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度；α₂、β₂分別為第二旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度；α₃、β₃分別為第三旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度；U₁為第一水平方向的合力，U₂為第二水平方向的合力、U₃

分別為豎直方向的合力，U₄為第一水平方向的力矩，U₅為第二水平方向的力矩、U₆為豎直方向的力矩，l為機軸長度；

其中，τ_i、F_i分別與第i電機的轉速的平方成正比：

τ_i＝dS_i²(i＝1，2，3)

F_i＝k_FS_i²(i＝1，2，3)

其中，S_i為第i電機的轉速，d、k_F為已知比例系數；

所述根據所述第一對應關系，確定所述控制參量的自由系數的步驟，包括：

采用下述公式計算獲得自由系數：

其中，

t₁，t₂，t₃為所述自由系數；k＝d/k_F；

所述根據預設的優化指標，對所述自由系數求取最優解的步驟，包括：

如果所述優化指標包括能量消耗量，建立所述能量消耗量與所述控制參量的第二對應關系；

獲取所述能量消耗量最小時，所述自由系數的取值，將所述取值確定為所述自由系數的最優解。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制參量包括第一電機的轉速、第二電機的轉速、第三電機的轉速、第一旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度、第二旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度和第三旋翼的水平傾轉角度及豎直傾轉角度；所述飛行參量包括第一水平方向的合力、第二水平方向的合力、豎直方向的合力、第一水平方向的力矩、第二水平方向的力矩及豎直方向的力矩；所述第一水平方向與所述第二水平方向垂直。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述能量消耗量與所述控制參量的第二對應關系的步驟，包括：

通過下述公式建立所述能量消耗量與所述控制參量的第二對應關系：

其中，J為能量消耗量的指標函數，表示0～t_f時間內能量消耗量的大小；L為所述自由系數與能量消耗量相關的函數。