[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

本發明公開了一種無人機的控制方法、系統及裝置，該方案中，先確定無人機的期望能量變化率及期望法向加速度，再確定無人機的實際能量變化率及實際法向加速度，從而能夠確定無人機的油門控制增量及升降舵控制增量，以通過油門控制增量和升降舵控制增量對無人機進行協同控制。其中，油門控制無人機總的能量變化率，包括高速和速度的能量變化率，升降舵控制無人機的法向加速度，以實現對無人機的高度和速度的協同控制。通過油門和升降舵的協調控制，能夠達到期望的控制結果，且控制精度較高。

技術領域

本發明涉及飛行控制領域，特別是涉及一種無人機的控制方法、系統及裝置。

背景技術

在無人機的飛行過程中，可以基于指令高度和指令速度通過對油門和升降舵進行控制從而對無人機當前的飛行狀態進行改變，其中，油門可以控制無人機的飛行速度，升降舵可以控制無人機飛行的高度。但是，油門和升降舵對無人機的控制具有耦合特性，具體地，對油門進行控制時不僅會對無人機的飛行速度產生影響，還會對無人機飛行的高度產生影響；控制升降舵時不僅會對無人機飛行的高度產生影響，還會對無人機的飛行速度產生影響。然而，在實際應用中，通常是想要保持無人機飛行的高度不變而只對飛行速度進行改變或者想要保持無人機的飛行速度不變而只對無人機飛行的高度進行控制，現有技術常常達不到想要的控制效果，控制精度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種無人機的控制方法、系統及裝置，通過油門和升降舵的協調控制，能夠達到期望的控制結果，且控制精度較高。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種無人機的控制方法，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。

優選地，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，包括：

基于所述無人機的當前速度、當前高度、指令高度及指令速度確定所述無人機的期望能量變化率及期望法向加速度；

基于所述無人機的當前高度和當前速度確定所述無人機的實際能量變化率；

確定所述無人機當前的實際法向加速度。

優選地，基于所述無人機的當前速度、當前高度、指令高度及指令速度確定所述無人機的期望能量變化率及期望法向加速度，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；

確定所述無人機的所述當前速度的變化率和所述當前高度的變化率；

基于所述無人機的所述當前速度的變化率和所述指令速度的變化率確定所述無人機速度通道的法向加速度；

基于所述無人機的所述當前高度的變化率和所述指令高度的變化率確定所述無人機高度通道的法向加速度；

基于所述無人機速度通道的法向加速度和所述無人機高度通道的法向加速度確定所述期望法向加速度。

優選地，基于所述無人機的所述當前速度的變化率和所述指令速度的變化率確定所述無人機速度通道的法向加速度，包括：