[發明專利]一種飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制方法

有效

• 申請號: 202011269478.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112433534B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李春濤;李雪兵;蘇子康;解明揚;趙振華;王雙雙;王震
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發明公開了一種飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制方法，具體如下：副翼舵采用定滾轉角速率控制的策略，將無人機的飛行姿態由正飛改變成為倒扣飛行；整個滾轉過程中，方向舵采用增穩協調消側滑角的控制策略，使無人機處于無側滑角飛行狀態；在飛行姿態改變后，采用不同的控制策略改變無人機的航向角，當航向角改變量小于180°時，升降舵采用定俯仰角速率控制策略；當航向角改變量等于180°時，升降舵采用定俯仰角控制策略；在航向角改變量等于180°時，副翼舵采用翼平控制策略；在整個機動飛行過程中，發動機采用定空速的控制策略。本發明提出基于多控制通道協同、典型控制模態無憂平滑切換的控制技術，在工程上易于實現，具有重要的工程實用價值。

技術領域

本發明涉及一種飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制方法，屬于航空器飛行控制中的飛翼無人機機動飛行控制領域。

背景技術

目前，針對飛翼布局無人機的研究主要集中在常規飛行，在機動飛行領域，針對飛翼無人機技術研究基本停留在摸索階段。在飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制領域的研究，更是少之又少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制方法，該方法解決了半滾倒轉機動過程中的控制模態問題，通過縱向升降舵控制通道與副翼舵控制通道的協調配合，完成半滾倒轉機動飛行動作。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種飛翼無人機半滾倒轉機動飛行控制方法，利用飛翼無人機的升降舵、副翼舵和方向舵協同配合，實現半滾倒轉機動飛行動作；具體過程如下：

在副翼舵控制通道中采用定滾轉角速率控制的控制策略，實現飛翼無人機的滾轉，將飛翼無人機的飛行姿態由正飛改變成為倒扣飛行；

飛翼無人機整個滾轉過程中，在方向舵控制通道中采用增穩協調消側滑角的控制策略，使飛翼無人機處于無側滑角飛行狀態；

在飛翼無人機飛行姿態改變后，采用不同的控制策略改變飛翼無人機的航向角，具體為：當航向角改變量小于180°時，在升降舵控制通道采用定俯仰角速率的控制策略來改變飛翼無人機的航向角；當航向角改變量等于180°時，在升降舵控制通道采用定俯仰角的控制策略來改出當前機動飛行狀態；

在航向角改變量等于180°時，在副翼舵控制通道中采用翼平控制策略，實現半滾倒轉機動飛行；

在整個機動飛行過程中，飛翼無人機的發動機通道采用定空速控制的控制策略。

作為本發明的一種優選方案，所述在副翼舵控制通道中采用定滾轉角速率控制的控制策略，控制策略數學表達式如下：

P_g＝const

其中，δ_A為副翼舵控制輸入指令，P為滾轉角速率信號，P_g為滾轉角速率指令信號，為滾轉角速率比例系數，為滾轉角速率積分系數，const為常值，t為時間。

作為本發明的一種優選方案，所述在方向舵控制通道中采用增穩協調消側滑角的控制策略，控制策略數學表達式如下：

其中，δ_R為方向舵控制輸入指令，R為偏航角速率信號，β為側滑角信號，為偏航角速率比例系數，為側滑角比例系數，為側滑角積分系數，t為時間。

作為本發明的一種優選方案，所述當航向角改變量小于180°時，在升降舵控制通道采用定俯仰角速率的控制策略來改變飛翼無人機的航向角，控制策略數學表達式如下：

Q_g＝cosnt