[发明专利]变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及变桨距飞行器控制系统设计领域，具体涉及一种变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法。

背景技术

当前飞行器的发展，变桨距系统的优点有响应速度快，执行机构设计轻便等优点。变桨距飞行器越来越受到人们的重视，从直升机到变桨距多旋翼，各类变桨距飞行器成为飞行器设计的选择方案。

使用油机来驱动变桨距系统旋转是一种常用的动力配置方案，现有控制方法中，只有单独针对于发动机进行的油耗的优化发明设计，并没有针对变桨距类的飞行器的整套机构进行优化，使得整体设计达到降低油耗的发明设计。该发明通过对发动机状态与飞行状态的监测反馈，调整当前油门与桨距的配合关系，从而使变桨距飞行器在飞行时自动调整发动机到已设计的输出状态，达到降低油耗的目的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法，该方法包括一套根据当前状态估算最佳转速查表方法，一套根据最佳转速和当前转速差，并加入补偿的调整发动机油门的控制算法，一套对应的变桨距定高飞行控制方法；通过发动机与桨距的配合，达到升力一定，油耗最低的效果，适用于所有变桨距类型飞行器的油耗控制问题，包括直升机和变桨距多旋翼。

为实现上述目的，本发明控制方法采取的技术方案为：

变桨距旋翼机油门桨距自动配合控制方法，包括如下步骤：

S1、飞行器起飞后，通过转速传感器检测当前桨距和发动机输出转速，输入到发动机控制模块，发动机控制模块通过这两个数据估算当前升力：

L＝f(ω，α)；

式中，ω为发动机输出转速；α为桨距；L为产生的升力；

S2、根据当前估算得到的升力，又同时已知

T＝g(ω，α)；

式中，ω为发动机输出转速；α为桨距；T为发动机输出扭矩；

得最佳的转速和桨距配合关系：min{P}，P＝Tω；

式中，ω为发动机输出转速；P为当前发动机输出功率；T为发动机输出扭矩；

得预期最小功率下的最佳转速为ω_best；

S3、发动机控制模块通过最佳转速ω_best和转速偏差进行发动机油门控制，并通过桨距和桨距偏差进行发动机控制的补偿，将转速控制到最佳转速，同时通过高度传感器进行高度数据的检测，检测数据输入至高度控制器，高度控制器将高度和高度变化率控制到目标高度和目标高度变化率，并输出桨距变化信号，桨距执行机构将桨距按照桨距变化信号调整到较好的位置上。

其中，步骤S3中的具体补偿策略为：桨距增大，增大油门，桨距减小，减小油门；桨距偏差为正，增大油门，桨距偏差为负，减小油门；

控制策略为：

其中，Δω＝ω_best-ω_now；ω_C为发动机控制信号；ω_best期望的最佳转速；ω_now当前转速；K_p，K_i，K_d为根据实际发动机调整的参数。

其中，所述高度控制器通过以下控制方程进行桨距调整，从而改变当前升力以保持高度：

式中，Δh＝hT-h_now；h_now为当前高度；h_T为目标高度；α_C为输出桨距；K_p，K_i，K_d为根据实际发动机调整的参数。