[發明專利]一種涵道式陸空車輛的可重構飛行控制方法

有效

• 申請號: 201811000716.6
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109062254B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 馬越;項昌樂;林露;劉力源
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

1.一種涵道式陸空車輛的可重構飛行控制方法，其特征在于，包括：

獲取所述涵道式陸空車輛的前舵面執行器的故障概率、后舵面執行器的故障概率、右副涵道執行器的故障概率及左副涵道執行器的故障概率；

根據各個執行器的故障概率判斷各個執行器是否故障，得到第一判斷結果；

根據所述第一判斷結果確定所述涵道式陸空車輛的故障行為模式；

當所述故障行為模式表示各個執行器都未故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ₀為機體平衡狀態下的預設固定值，δ₁為前舵面執行器輸出的偏轉量，δ₂為后舵面執行器輸出的偏轉量，δ₃為右副涵道執行器輸出的拉力值，δ₄為左副涵道執行器輸出的拉力值；

當所述故障行為模式表示僅前舵面執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_1.fault為前舵面執行器故障時前舵面執行器輸出的偏轉量，C_Nδ為控制器輸出的舵面偏航控制指令；C_Nv為舵面偏航力矩的期望的無量綱氣動系數；C_Lδ為控制器輸出的滾轉控制指令；C_Lv為舵面滾轉力矩期望的無量綱氣動系數；C_La為副涵道滾轉力矩期望的無量綱氣動系數；

獲取后舵面執行器正常工作時的輸出范圍、右副涵道執行器正常工作時的輸出范圍及左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍；

判斷根據公式δ₂＝δ_1.fault-C_Nδ/C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂是否超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₃＝δ₀+[C_Lδ-C_Lv(δ_1.fault+δ₂)]/2C_La計算獲得的右副涵道執行器輸出的拉力值δ₃是否超出右副涵道執行器正常工作時的輸出范圍，及根據公式δ₄＝2δ₀-δ₃計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄是否超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍，得到第二判斷結果；

當所述第二判斷結果表示根據公式δ₂＝δ_1.fault-C_Nδ/C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₃＝δ₀+[C_Lδ-C_Lv(δ_1.fault+δ₂)]/2C_La計算獲得的右副涵道執行器輸出的拉力值δ₃未超出右副涵道執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₄＝2δ₀-δ₃計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄未超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_2.sat為后舵面執行器的偏轉極限值；

當所述第二判斷結果表示根據公式δ₂＝δ_1.fault-C_Nδ/C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂未超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₃＝δ₀+[C_Lδ-C_Lv(δ_1.fault+δ₂)]/2C_La計算獲得的右副涵道執行器輸出的拉力值δ₃超出右副涵道執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₄＝2δ₀-δ₃計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄未超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_3.sat為右副涵道執行器的拉力極限值；

當所述故障行為模式表示僅右副涵道執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_3.fault為右副涵道執行器故障時右副涵道執行器輸出的拉力值；

獲取前舵面執行器正常工作時的輸出范圍、后舵面執行器正常工作時的輸出范圍及左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍；

判斷根據公式δ₁＝C_Nδ/2C_Nv計算獲得的前舵面執行器輸出的偏轉量δ₁是否超出前舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₂＝-C_Nδ/2C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂是否超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，及根據公式δ₄＝δ_3.fault計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄是否超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍，得到第三判斷結果；

當所述第三判斷結果表示根據公式δ₁＝C_Nδ/2C_Nv計算獲得的前舵面執行器輸出的偏轉量δ₁未超出前舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₂＝-C_Nδ/2C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂未超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₄＝δ_3.fault計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_4.sat為左副涵道執行器的拉力極限值；

當所述第三判斷結果表示根據公式δ₁＝C_Nδ/2C_Nv計算獲得的前舵面執行器輸出的偏轉量δ₁超出前舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₂＝-C_Nδ/2C_Nv計算獲得的后舵面執行器輸出的偏轉量δ₂未超出后舵面執行器正常工作時的輸出范圍，根據公式δ₄＝δ_3.fault計算獲得的左副涵道執行器輸出的拉力值δ₄超出左副涵道執行器正常工作時的輸出范圍時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

δ₂＝[C_Lδ-C_La(δ_3.fault-δ_4.sat)]/C_Lv-δ_1.sat；

其中，δ_1.sat為前舵面執行器的偏轉極限值，δ_4.sat為左副涵道執行器的拉力極限值；

當所述故障行為模式表示前舵面執行器及后舵面執行器同時故障，右副涵道執行器與左副涵道執行器中的至少一個執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

δ₁＝δ₂＝δ₃＝δ₄＝0；

當所述故障行為模式表示僅前舵面執行器和后舵面執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_2.fault為后舵面執行器故障時后舵面執行器輸出的偏轉量；

當所述故障行為模式表示僅右副涵道執行器和左副涵道執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

其中，δ_4.fault為左副涵道執行器故障時左副涵道執行器輸出的拉力值；

當所述故障行為模式表示僅前舵面執行器和右副涵道執行器故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

當所述故障行為模式表示當前舵面執行器、右副涵道執行器和左副涵道執行器同時故障時，將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：

δ₂＝[C_Lδ-C_La(δ_3.fault-δ_4.fault)]/C_Lv-δ_1.fault；

其中，δ_4.fault為左副涵道執行器故障時左副涵道執行器輸出的拉力值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述涵道式陸空車輛的控制分配方程確定為：δ₁＝δ₂＝δ₃＝δ₄＝0之后還包括：

發出控制主涵道電機關閉的控制信號；

發出控制降落傘打開的控制信號。