[發(fā)明專利]十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010458002.0
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111634412B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊文平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安愛生技術(shù)集團(tuán)公司;西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64C17/00
• 分類號: B64C17/00;B64C27/08
• 代理公司: 西安凱多思知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法，其特征在于包括以下步驟：針對共軸反槳、上下兩層旋翼轉(zhuǎn)動方向相反、左右相鄰旋翼轉(zhuǎn)動方向相反的十六旋翼飛行器，假設(shè)上層旋翼為主姿態(tài)控制層，下層旋翼為主動力控制層，當(dāng)主姿態(tài)控制層旋翼停轉(zhuǎn)時，如果是某一俯仰姿態(tài)控制旋翼停轉(zhuǎn)，則主動停轉(zhuǎn)同層中心對稱的另一旋翼，并主動停轉(zhuǎn)同層相鄰的兩個旋翼及其中心對稱的兩個旋翼；然后判斷俯仰姿態(tài)誤差，若誤差|△θ|5°，所述的主動力控制旋翼層轉(zhuǎn)換為主姿態(tài)控制層，主姿態(tài)控制層轉(zhuǎn)換為主動力控制層；主姿態(tài)控制層所有螺旋槳正常工作，保持俯仰姿態(tài)控制不變，主動力控制層提供動力，十六旋翼飛行器進(jìn)行了雙級容錯控制；如果是某一滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制旋翼停轉(zhuǎn)，則主動停轉(zhuǎn)同層中心對稱的另一旋翼，并主動停轉(zhuǎn)同層相鄰的兩個旋翼及其中心對稱的兩個旋翼；然后判斷滾轉(zhuǎn)姿態(tài)誤差，若誤差|△φ|5°，所述的主動力控制旋翼層轉(zhuǎn)換為主姿態(tài)控制層，主姿態(tài)控制層轉(zhuǎn)換為主動力控制層，主姿態(tài)控制層所有螺旋槳正常工作，保持滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制不變；主動力控制層提供動力，十六旋翼飛行器進(jìn)行了雙級容錯控制；當(dāng)主動力控制層螺旋槳停轉(zhuǎn)時，則主動停轉(zhuǎn)同層中心對稱的另一旋翼，并主動停轉(zhuǎn)同層相鄰的兩個旋翼及其中心對稱的兩個旋翼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法，其特征在于：如果是某一俯仰姿態(tài)控制旋翼停轉(zhuǎn)，且俯仰姿態(tài)誤差|△θ|≤5°，則十六旋翼飛行器實際俯仰通道控制量f(δ_e1,δ_e2)＝k₁·δ_e1+k₂·δ_e2，其中，k₁＝1，k₂＝0，δ_e1＝K_θ1*(θ-θ_g)+K_d1*q，δ_e2＝K_θ2*(θ-θ_g)+K_d2*q，K_θ1＝0.5，K_d1＝0.1，K_θ2＝0.5，K_d2＝0.1，θ_g＝0，θ為俯仰角，q為俯仰角速率；若誤差|△θ|5°，十六旋翼飛行器實際俯仰通道控制量f(δ_e1,δ_e2)由二級容錯控制主姿態(tài)控制層δ_e2獲得，k₁＝0，k₂＝1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法，其特征在于：如果是某一滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制旋翼停轉(zhuǎn)，且滾轉(zhuǎn)姿態(tài)誤差|△φ|≤5°，十六旋翼飛行器實際滾轉(zhuǎn)通道控制量f(δ_a1,δ_a2)＝k₁·δ_a1+k₂·δ_a2，其中，k₁＝1，k₂＝0，δ_a1＝K_φ1*(φ-φ_g)+K_d1*p，δ_a2＝K_φ2*(φ-φ_g)+K_d2*p，K_φ1＝0.5，K_d1＝0.1，K_φ2＝0.5，K_d2＝0.1，φ_g＝0，φ為滾轉(zhuǎn)角，p為滾轉(zhuǎn)角速率；若誤差|△φ|5°，十六旋翼飛行器實際滾轉(zhuǎn)通道控制量f(δ_a1,δ_a2)由二級容錯控制主姿態(tài)控制層δ_a2獲得，k₁＝0，k₂＝1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法，其特征在于：能夠運用到十六旋翼采用共軸正槳，上下兩層旋翼轉(zhuǎn)動方向相同，左右相鄰旋翼轉(zhuǎn)動方向相反的情況；能夠推廣到中心對稱、上下兩層、但不共軸的十六旋翼飛行器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的十六旋翼飛行器姿態(tài)雙級容錯控制方法，其特征在于：適用于十六旋翼飛行器處在起飛、巡航或降落的任意空中飛行階段中。