[發明專利]一種飛行器的滑翔控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202011371247.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112650261B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 范民;史志偉;張坤;陳杰;東海寧;周丹杰
• 申請（專利權）人: 北京機電工程研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種飛行器的滑翔控制方法及裝置。方法包括：飛行器處于滑翔狀態時，獲取飛行器上的實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度；根據實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度確定飛行器的控制模式。裝置包括：上升氣流狀態估計模塊，用于飛行器處于滑翔狀態時，獲取飛行器上的實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度；模式切換模塊，用于根據實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度確定飛行器的控制模式。本發明提供的飛行器可以在上升氣流中盤旋上升，通過爬升高度將風能轉化為自身的重力勢能，在脫離上升氣流后通過重力滑翔實現持久飛行，從而提高飛行器的續航能力。

技術領域

本發明屬于飛行器技術領域，涉及一種飛行器的滑翔控制方法及裝置。

背景技術

近年來無人飛行器發展迅速，導致無人飛行器應用的領域非常廣泛，例如在大范圍地質勘探、大跨度地理測繪、長時間氣象信息采集、山區災后救援、山區物資運輸、臨時通訊信號中繼以及戰區戰況偵察等領域有著廣泛的應用前景。

無人飛行器由于自身攜帶能量受到儲能容量的限制，無人飛行器的續航能力成為無人飛行器發展的一個重要方向。自然環境中存在著許多可以被無人飛行器利用的能量，如風能、太陽能、熱能等，有效地利用自然環境中的能量，將大大提高無人飛行器續航能力。

因此，如何利用自然環境中的能量何提高無人機的續航能力是一個急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術存在的問題，提供一種飛行器的滑翔控制方法及裝置，通過爬升高度將風能轉化為自身的重力勢能，在脫離上升氣流后通過重力滑翔實現持久飛行，從而提高飛行器的續航能力。

本發明解決問題的技術方案是：一種飛行器的滑翔控制方法，包括：

飛行器處于滑翔狀態時，獲取飛行器上的實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度；

根據實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度確定飛行器的控制模式。

其中，所述根據實時空速的分量、迎角的角速度和飛行高度確定飛行器的控制模式，包括：

在實時空速的分量大于第一預設閾值且迎角的角速度小于預設速度，則設置飛行器處于盤旋模式；

在實時空速的分量小于或等于第一預設閾值或者迎角的角速度大于或等于預設速度，則確定飛行器當前的飛行高度；

在所述飛行高度大于預設的第一飛行高度閾值時，則設置飛行器由盤旋模式切換為滑翔模式；

在所述飛行高度小于或等于預設的第一飛行高度閾值時，則設置飛行器由盤旋模式切換為定直平飛模式。

進一步地，還包括：

在飛行器處于盤旋模式中，若實時空速的分量大于或等于第二預設閾值，則設置飛行器處于盤旋模式；

在飛行器處于盤旋模式中，若實時空速的分量小于第二預設閾值，則確定飛行器的飛行高度；若所述飛行高度大于第二飛行高度閾值，則設置飛行器由盤旋模式切換為滑翔模式；

若所述飛行高度小于或等于第二飛行高度閾值，則設置飛行器由盤旋模式切換為定直平飛模式。

其中，所述第二預設閾值大于第一預設閾值；第二飛行高度閾值大于第一飛行高度閾值。

其中，在飛行器處于盤旋模式中包括：

確定飛行器的真空速、迎角、側滑角以及飛行器在笛卡爾坐標系下的坐標位置；

根據真空速、迎角、側滑角和坐標位置確定上升氣流的漂移速度和上升氣流中心的位置。

一種飛行器的滑翔控制裝置，包括：