[发明专利]无人舰载直升机自主下降着舰的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人舰载飞机着舰控制方法，具体讲是一种无人舰载直升机自主下降着舰的控制方法，属于飞行引导和控制领域。

背景技术

无人舰载直升机自主着舰是一项艰巨而复杂的过程，由于受海上风浪的影响，舰船在海上航行时会产生六个自由度的甲板运动，即包括沿三个坐标轴的直线运动：纵荡、横荡、升沉(垂荡)和绕三个坐标轴的旋转运动：俯仰(纵摇)、横滚(横摇)和偏航(艏摇)，并且存在阵风干扰和地面效应的影响，使得无人舰载直升机成功着舰十分困难。

无人舰载直升机成功自主着舰需要满足如下要求：必须在规定的着舰平台上触舰；着舰时刻的相对垂直速度必须小到足以避免对飞机及舰船的危害；触舰时舰船的横滚角必须尽量小以避免事故。各种数据表明，影响着舰的甲板运动主要是舰船滚转与沉浮运动，因此对预测滚转与沉浮运动引起人们的重视。

对甲板横滚运动数据分析表明，它具有相对光滑的正弦特性，近似于带阻尼的二阶模型。而沉浮运动不近似于正弦特性，不易掌握。假如无人舰载直升机能足够精确地跟踪舰船的垂直沉浮运动，那么就无需沉浮运动预估器，只要系统有足够的带宽，对甲板沉浮运动的跟踪是可实现的。现有技术中，无法对舰船的甲板运动进行准确地预估，进而无法控制无人舰载直升机沿着指定的速度在预估的时间点自主安全着舰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种可以准确地控制无人舰载直升机自主下降着舰的方法，以提高无人舰载直升机着舰速度和安全系数。

为了解决上述技术问题，本发明提供的无人舰载直升机自主下降着舰的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、持续测得舰船甲板着舰点的横滚运动信号和沉浮运动信息；

2)、舰船上的甲板横滚预估器根据步骤1)测得的横滚运动信号和沉浮运动信息预估未来某时刻甲板的横滚角，以确定无人舰载直升机下降时间；

3)、舰船将着舰点的沉浮运动信息和预估到的甲板横滚角信息，发送给无人舰载直升机,无人舰载直升机的下降制导系统设计控制律控制无人舰载直升机的下降速度，以控制无人舰载直升机在预估的甲板横滚运动最小状态下着舰；

4)、将步骤3)控制律输入到无人舰载直升机的飞控系统中执行，控制无人舰载直升机按下降速率指令下降着舰。

本发明中，所述步骤2)中，舰上甲板横滚预估器对甲板横滚角的预估是基于改进AR模型来设计：

y(t)＝A(q^-1)y(t)+B(q^-1)u(t)+e(t)

A(q-1)=Σi=1ma(m,i)q-i,m∈N]]>