[發明專利]操作致動器系統的方法、致動器系統和飛行器

在審

• 申請號: 202011330514.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112904711A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: B·尤克塞爾;U·舍弗林;T·韋爾梅倫;J·斯蒂芬
• 申請（專利權）人: 沃科波特有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;H02P5/00;B64C19/00
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 南毅寧

提供了一種操作致動器系統的方法，該致動器系統包括多個致動器，特別是MAV?VTOL飛行器的各個推進單元，特別是電動致動器，根據等式u＝D^?1(W)u_p通過使用加權分配矩陣D(W)將用于控制致動器系統的期望控制命令分配給實際致動器命令D^?1(W)是加權分配矩陣的逆，實際致動器命令用于控制致動器，方法包括：a)根據實際致動器命令確定特征值u^*；b)至少對于一些致動器，確定相應致動器命令與特征值u^*的偏差e_i,i＝1,2,……,k；c)至少對于一些致動器，根據偏差e_i的函數w_i(e_i)確定給定致動器的權重w_i；d)使用權重w_i確定加權分配矩陣。還提出了一種根據該方法操作的致動器系統及一種具有作為特定的用例的多個推進單元的飛行器。

技術領域

本公開涉及一種操作致動器系統的方法，該致動器系統包括多個k,致動器，特別是MAV-VTOL飛行器的各個推進單元。

本公開還涉及一種致動器系統，該致動器系統包括多個k,致動器，特別是MAV-VTOL飛行器的各個推進單元。

本公開還涉及一種具有垂直起降(VTOL)能力的、為多致動器飛行器(MAV)形式的飛行器，該飛行器包括多個k,致動器，該致動器為用于使飛行器移動的推進單元的形式，并且該飛行器包括用于控制該致動器的飛行控制單元。

背景技術

在過度確定的致動器系統中，例如為多致動器飛行器(MAV)形式的飛行器，存在通過使用由致動器系統或飛行器的(飛行)控制單元執行的分配算法來實現給定的任務(例如，給定飛行方向)的不同的可能性。給定的任務可以以不同的方式/部分分配給不同的致動器，這些致動器可以設計成MAV的各個推進單元。在本申請人提交的德國申請DE 10 2019101 903.6中描述了一種這樣做的方法。通常而言，實施分配算法以在最小化所有致動器命令的平方和(L-2范數)(為了能效)的同時找到對給定任務的解決方案。

迄今為止，在現有技術中沒有描述考慮最小化所有致動器的最大功率需求的分配方法。這也稱為所有致動器的L-無窮范數。在分配中最小化所述L-無窮范數會導致在過度確定的系統中的多個致動器之間更好的功率分配。

發明內容

本公開的目的是提供一種方法、致動器系統和包括多個為推進單元形式的致動器的飛行器，其在降低最大需求命令功率的同時在致動器之間實現需求致動器命令功率的更好分配，從而在總能耗、成本、重量和/或尺寸方面對致動器系統的可能設計產生積極影響。

該目標是借助于具有本公開實施方式的特征的方法、借助于具有本公開實施方式的特征的致動器系統和借助于具有本公開實施方式的特征的飛行器來實現的。

在本公開其他實施方式中限定了有利的其他實施例。

根據本公開的第一方面，提供了一種操作致動器系統的方法，該致動器系統包括多個k,致動器，該致動器特別是MAV-VTOL飛行器的各個推進單元，特別是電動致動器，其中，根據等式u＝D^-1(W)u_p通過使用加權分配矩陣D(W)，將用于控制致動器系統的期望控制命令分配給實際致動器命令其中D^-1(W)是加權分配矩陣的逆，并且其中實際致動器命令u被應用于控制致動器，該方法包括：

a)根據實際致動器命令u確定特征值u^*；

b)至少對于一些致動器，優選地對于所有致動器，確定相應致動器命令u_i,i＝1,2,……,k與所述特征值u^*的偏差e_i,i＝1,2,……,k；