一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法与流程

文档序号:21078726发布日期:2020-06-12 16:18阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)通过对机动过程动力学分析,确定以角速率控制为主控量,来对筋斗机动控制方法进行确定;

(2)以基于鲁棒伺服控制理论的俯仰角速率和滚转角速率控制为主,同时保护迎角,机动过程中通过方向舵控制对侧滑角进行抑制,确认筋斗机动控制律。

2.根据权利要求1所述的一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,所述步骤(1)中确定筋斗机动控制方法的具体过程为:在筋斗机动过程中,俯仰角会在[-90°,+90°]之间时刻变化,但俯仰角速率可以是一个定值,因此选取俯仰角速率作为控制变量。在俯仰角经过+90°和-90°时,对于滚转角信号来说是一个奇异点,会有跳变。因此在筋斗机动时,滚转角信号不可用,只能用滚转角速率信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,所述步骤(2)中所述筋斗机动控制律,以俯仰通道和滚转通道角速率回路为主控项的具体方法为:

升降舵通道采用俯仰角阻尼器和基于鲁棒伺服控制理论的俯仰角速率控制结合的控制器,同时加入迎角保护项,防止因机头拉起太快,机头与空速偏转不匹配,造成气流分离;副翼通道采用滚转角阻尼器和基于鲁棒伺服控制理论的滚转角速率控制结合的控制器,机动过程控制滚转角速率为0;方向舵通道用于增稳和侧滑角控制,保证筋斗机动过程中,控制系统对侧滑角的抑制。

4.根据权利要求3所述的一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,所述筋斗机动控制律升降舵通道的控制律为:

qg=qref+kδαδα

其中,为俯仰角速率,为俯仰角速率给定目标值,为俯仰角速率前馈,为迎角保护项具体为

①α≤alfl0时,δα=alfl0-alfl1;

②alfl0<α<alfl1时,δα=α-alfl1;

③alfl1≤α≤alfh0时,δα=0;

④alfh0<α<alfh1时,δα=α-alfh0;

⑤α≥alfh1时,δα=alfh1-alfh0。

其中alfl0和alfl1为迎角安全左边界,alfh0和alfh1为迎角安全右边界;控制参数为俯仰角速率比例系数,为俯仰角速率比例系数,俯仰角速率积分系数,kδα为迎角保护比例系数。

5.根据权利要求3或所述的一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,所述筋斗机动控制律副翼通道的控制律为:

pg=0

其中,p为滚转角速率,pg为滚转角速率给定目标值,控制参数为滚转角速率比例系数,为滚转角速率比例系数,滚转角速率积分系数。

6.根据权利要求3或4所述的一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,其特征在于,所述筋斗机动控制律方向舵通道的控制律为:

βg=0

其中,β为侧滑角,βg为侧滑角给定目标值,r为偏航角速率,控制参数为侧滑角比例系数,为偏航角速率比例系数,为侧滑角的比例系数,滚侧滑角积分系数。


技术总结
本发明公开了一种飞翼布局无人机筋斗机动控制方法,包括以下步骤:1)通过对机动过程动力学分析,确定以角速率控制为主控量,来对筋斗机动控制方法进行确定;2)以基于鲁棒伺服控制理论的俯仰角速率和滚转角速率控制为主,同时保护迎角,机动过程中通过方向舵控制对侧滑角进行抑制,确认筋斗机动控制律。本发明:设计基于迎角保护的俯仰角速率控制律,保证筋斗机动过程中,迎角保持在合适的范围;副翼以滚转角速率为主控量,解决滚转角在俯仰角 经过+90°和‑90°时,滚转角奇异的问题;方向舵用于增稳和侧滑角控制,避免机体侧滑带来的耦合力矩与空速衰减。

技术研发人员:崔庆梁;赵东宏;张瞿辉;王毅
受保护的技术使用者:成都飞机工业(集团)有限责任公司
技术研发日:2020.02.27
技术公布日:2020.06.12
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