[發明專利]一種無人機的控制方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202110411217.1
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113110578B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 陳森林;饒丹;王陳
• 申請（專利權）人: 成都縱橫自動化技術股份有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉菲

1.一種無人機的控制方法，其特征在于，包括：

確定無人機的期望能量變化率、期望法向加速度、實際能量變化率及實際法向加速度；

基于所述期望能量變化率及所述實際能量變化率確定所述無人機的油門控制增量；

基于所述期望法向加速度及所述實際法向加速度確定所述無人機的升降舵控制增量；

基于所述油門控制增量及所述升降舵控制增量對所述無人機進行控制；

所述確定無人機的期望能量變化率、期望法向加速度、實際能量變化率及實際法向加速度，具體包括：

基于所述無人機的指令高度和當前高度確定所述指令高度的變化率；

基于所述無人機的指令速度和當前速度確定所述指令速度的變化率；

基于所述無人機的質量、重力加速度以及所述指令高度的變化率之間的乘積、所述無人機的質量、當前速度以及所述指令速度的變化率之間的乘積及兩個乘積之間的和確定所述無人機的期望能量變化率；

基于所述無人機的所述當前速度的變化率、所述指令速度的變化率及第一關系式確定所述無人機速度通道的法向加速度；

所述第一關系式為：

其中，A_{法向-速度}為所述無人機速度通道的法向加速度，K_AV為速度系數，為所述指令速度的變化率，為所述無人機的當前速度的變化率；

基于所述無人機的所述當前高度的變化率、所述指令高度的變化率及第二關系式確定所述無人機高度通道的法向加速度；

所述第二關系式為：

其中，A_{法向-高度}為所述無人機高度通道的法向加速度，K_Ah為高度系數，為所述指令高度的變化率，為所述無人機的當前高度的變化率；

基于所述無人機速度通道的法向加速度、所述無人機高度通道的法向加速度及第三關系式確定所述無人機的期望法向加速度；

所述第三關系式為：

A_{法向-期望}＝A_{法向-速度}K_W+A_{法向-高度}(1-K_W)

其中，A_{法向-期望}為所述期望法向加速度，K_W為加權系數；

所述基于所述期望能量變化率及所述實際能量變化率確定所述無人機的油門控制增量，具體包括：

通過以下公式確定無人機的期望油門控制增量：

其中，δ_T1為期望油門控制增量，為比例系數，P_期望為期望能量變化率，P_最大為無人機在最大油門時的能量變化率；

通過以下公式確定無人機的誤差油門控制增量：

其中，δ_T2為誤差油門控制增量，為積分系數，P_實際為實際能量變化率；

通過以下公式確定無人機的實際的油門控制增量：

δ_T＝δ_T1+δ_T2

其中，δ_T為油門控制增量；

所述基于所述期望法向加速度及所述實際法向加速度確定所述無人機的升降舵控制增量，具體包括：

基于所述無人機的滾轉角、所述期望法向加速度以及第四關系式確定期望過載；

所述第四關系式為：

其中，n_期望為所述期望過載，為所述無人機的滾轉角，A_{法向-期望}為所述期望法向加速度，g為重力加速度；

基于所述期望過載、所述無人機的動壓、所述無人機在空中受到空氣壓力的受力面積、所述無人機的質量、重力加速度及第五關系式確定所述無人機達到期望過載時的升力系數；

所述第五關系式為：

其中，C_L-期望為達到所述期望過載時的升力系數，Q為所述無人機的動壓，S為所述無人機在空中受到空氣壓力的受力面積，m為所述無人機的質量；

基于達到所述期望過載時的升力系數及第六關系式確定期望升降舵控制增量；

所述第六關系式為：

其中，δ_e1為所述期望升降舵控制增量，為比例系數，C_L0為升降舵無偏轉時的升力系數，為升降舵單位偏轉產生的升力系數增量；

基于所述實際法向加速度及所述期望法向加速度確定誤差升降舵控制增量，包括：

基于所述實際法向加速度、所述期望法向加速度及第七關系式確定誤差升降舵控制增量；

所述第七關系式為：

其中，δ_e2為所述誤差升降舵控制增量，為積分系數，A_法向為所述實際法向加速度，A_{法向-期望}為所述期望法向加速度。