[發明專利]螺旋槳動力失效的主動補償方法、無人機以及存儲介質

在審

• 申請號: 202010044312.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111114763A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 胡華智;徐世科
• 申請（專利權）人: 億航智能設備（廣州）有限公司
• 主分類號: B64C27/00
• 分類號: B64C27/00;B64D27/24;B64C39/02;B64C27/08
• 代理公司: 深圳協成知識產權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 章小燕

本申請實施例公開一種螺旋槳動力失效的主動補償方法、多旋翼無人機以及計算機可讀存儲介質，所述螺旋槳動力失效的主動補償方法包括：在多旋翼無人機飛行的過程中，實時檢測多旋翼無人機的螺旋槳的動力狀態；獲取異常狀態的螺旋槳的原定目標推力；將異常狀態的螺旋槳的原定目標推力補償到非異常狀態的螺旋槳上。本申請實施例通過將異常狀態的螺旋槳的原定目標推力補償到非異常狀態的螺旋槳上，使無人機總力矩和總推力輸出與動力失效前一致；補償量僅與當前失效的目標推力相關，不涉及歷史數據，因而不存在積分收斂問題，過渡時間近似為零；在動力充足的情況下，確保無人機可以安全地完成飛行任務。

技術領域

本申請實施例涉及無人機技術領域，尤其涉及一種螺旋槳動力失效的主動補償方法、多旋翼無人機以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

無人機常常用在航拍、遠程空中監控、監測、偵查等領域。多旋翼無人機，是一種具有三個及以上旋翼軸的特殊的無人駕駛直升機。其通過每個軸上的電動機轉動，帶動旋翼，從而產生升力。

在多旋翼無人機中，X8動力構型(即4軸8槳構型)與常用的X4構型相比具有更強的動力，與平鋪8槳構型相比具有更緊湊的結構，是一種大載重多旋翼無人機流行的動力構型。對X8構型無人機動力失效的控制補償算法具有重要的工程應用意義。

考慮任意一個螺旋槳動力失效的情況，當發生動力失效時，動力模型存在穩定靜差，需要控制器能在較短的時間內收斂到穩定可控的狀態。通常的做法是利用PID控制器積分項消除靜差的功能，自動修正控制模型突變。但是出于穩定裕度考慮，在實際應用中積分項系數通常不大，導致在補償動力缺失時積分收斂慢，姿態突變大；而且可能會存在積分飽和的情況，使控制性能變差，甚至影響飛行安全。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例的目的在于提供一種螺旋槳動力失效的主動補償方法、多旋翼無人機以及計算機可讀存儲介質，以解決現有無人機動力失效補償方式，存在的積分收斂慢、姿態突變大，控制性能變差、影響飛行安全的問題。

本申請實施例解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本申請實施例的一個方面，提供的一種螺旋槳動力失效的主動補償方法，該方法用于多旋翼無人機，所述螺旋槳動力失效的主動補償方法包括：

在多旋翼無人機飛行的過程中，實時檢測所述多旋翼無人機的螺旋槳的動力狀態；

在檢測到異常狀態的螺旋槳的情況下，獲取所述異常狀態的螺旋槳的原定目標推力；

將所述異常狀態的螺旋槳的原定目標推力補償到非異常狀態的螺旋槳上。

在一種實施方式中，所述將所述異常狀態的螺旋槳的原定目標推力補償到非異常狀態的螺旋槳上包括：

獲取所述非異常狀態的螺旋槳的原定目標推力；

根據所述異常狀態的螺旋槳的原定目標推力，計算所述非異常狀態的螺旋槳的補償量；

根據所述非異常狀態的螺旋槳的原定目標推力和所述非異常狀態的螺旋槳的補償量，得到所述非異常狀態的螺旋槳的新目標推力。

在一種實施方式中，所述計算所述非異常狀態的螺旋槳的補償量，包括以下至少之一：

與異常狀態螺旋槳同平面安裝的螺旋槳的補償量為零；

與異常狀態螺旋槳中心對稱安裝的螺旋槳的補償量為異常狀態螺旋槳的原定目標推力的一半的負數；

其余螺旋槳的補償量為異常狀態螺旋槳的原定目標推力的一半。

在一種實施方式中，所述根據所述非異常狀態的螺旋槳的原定目標推力和所述非異常狀態的螺旋槳的補償量，得到所述非異常狀態的螺旋槳的新目標推力，之后還包括：