[發明專利]一種低成本小型固定翼無人機剎車防滑控制方法

有效

• 申請號: 201910745009.8
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110450768B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張艷伍;任杰;張曉娟;李惟海;李瑩
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B60T13/74
• 分類號: B60T13/74;B64C25/44
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發明公開了一種低成本小型固定翼無人機剎車防滑控制方法，包括以下步驟：1）設定剎車防滑機制啟動時需滿足的條件；2）滿足步驟（1）所述條件時，啟動剎車防滑監控；3）通過剎車防滑監控，監控無人機在地面運行的速度和無人機機輪的輪速，并判斷無人機的機輪是否打滑；4）確認無人機打滑時，使用設定好的分段剎車策略和防滑控制策略，對無人機進行剎車防滑控制；5）當無人機不再打滑時，剎車壓力控制按正常策略執行，關閉剎車防滑機制。本發明可使未加裝防滑剎車系統的低成本固定翼無人機實現剎車防滑功能，提升了剎車效率和安全性；可以應用于質量較小的小型固定翼無人機的剎車防滑體系中，其沒有復雜的系統設備，成本較低。

技術領域

本發明涉及無人機控制技術領域，具體是指一種低成本小型固定翼無人機剎車防滑控制方法。

背景技術

固定翼小型無人機在著陸滑跑過程中，機輪會受到飛機內部及外部不穩定因素的影響而出現打滑現象，此現象會降低剎車效率、影響無人機安全，需要一種固定翼小型無人機剎車防滑控制方法。目前大型民機和有人軍機通常通過防滑剎車系統實現剎車防滑功能，這種防滑剎車系統不僅成本高，系統構型復雜，重量較大，無法適用于低成本和低重量的小型固定翼無人機。受限于成本和重量要求，現有的小型固定翼無人機的剎車防滑機制完全由操控人員判斷，對操作人員要求很高，不能滿足傳統的防滑功能需求，甚至會影響無人機的剎車效率和安全。

發明內容

本發明的目的在于提供一種較為簡單，成本較低，提高防滑剎車功能，且適用于小型固定翼無人機的剎車防滑控制方法。

本發明通過下述技術方案實現：一種低成本小型固定翼無人機剎車防滑控制方法，包括以下步驟：

（1）設定剎車防滑機制啟動時需滿足的條件；

（2）滿足步驟（1）所述條件時，啟動剎車防滑監控；

（3）通過剎車防滑監控，監控無人機在地面運行的速度和無人機機輪的輪速，并判斷無人機的機輪是否打滑；

（4）確認無人機打滑時，使用設定好的分段剎車策略和防滑控制策略，對無人機進行剎車防滑控制；

（5）當無人機不再打滑時，剎車壓力控制按正常策略執行，關閉剎車防滑機制。

本技術方案的工作原理為，使用分段剎車策略和剎車防滑控制策略結合的方式實現剎車防滑功能。分段剎車策略限定無人機不同速度下剎車量，速度越高允許使用剎車量越低，以解決高速下剎車力矩過大而出現的機輪打滑問題。剎車防滑控制策略通過解算固定翼無人機機輪滑移速度判斷機輪打滑狀態，根據機輪打滑狀態和當前無人機狀態控制機輪剎車量實現防滑功能，并增加剎車防滑功能退出機制，既能剎車防滑又能兼顧剎車效率。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟（1）中的啟動剎車防滑機制需要滿足的條件為：

（1.1）無人機所處狀態為轉著陸滑跑3s后或無人機中止起飛時；

（1.2）無人機的在地面的速度在40km/h至200km/h之間；

（1.3）無人機的機輪速度傳感器無故障且電控剎車閥無故障；

（1.4）地面控制站允許啟動剎車防滑機制。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟（3）中，判斷無人機的機輪是否打滑的過程為：

（3.1）監控無人機的地面運行速度和無人機機輪的輪速；

（3.2）使用無人機的地面運行速度減去無人機機輪的輪速，測算出無人機機輪的滑移速度；

（3.3）每10~20微秒測算一次無人機機輪的滑移速度，連續三次無人機機輪的滑移速度大于30km/h時，則判斷無人機的機輪發生打滑。