[发明专利]一种涵道式陆空车辆的可重构飞行控制方法

说明书

本发明公开了一种涵道式陆空车辆的可重构飞行控制方法，先获取涵道式陆空车辆的前舵面执行器、后舵面执行器、右副涵道执行器及左副涵道执行器的故障概率；根据各个执行器的故障概率判断各个执行器是否故障，确定所述涵道式陆空车辆的故障行为模式。根据故障行为模式按设定好的控制分配方程控制涵道式陆空车辆运行。本发明设计了不同故障模式下的涵道式陆空车辆的控制分配方程，采用了显式控制律的控制分配技术，无需求解任何优化问题，降低了运算量，提高了飞行控制方法的运行速度。

技术领域

本发明涉及涵道式陆空车辆控制技术领域，尤其涉及一种涵道式陆空车辆的可重构飞行控制方法。

背景技术

在涵道式陆空车辆飞行控制中，控制器用于计算执行器的偏转量，以在滚转、俯仰和偏航方向上产生期望的动力学偏转力矩。现有的几种控制分配方法，包括直接控制分配，串接链法及线性规划方法等，这些方法均需要在线求解有约束优化问题，计算量巨大，运行速度较慢，不能满足涵道式陆空车辆对控制方法的高实时性的要求，因而在工程应用中受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种涵道式陆空车辆的可重构飞行控制方法，以解决现有技术中控制方法运行速度慢的问题。

一种涵道式陆空车辆的可重构飞行控制方法，包括：

获取所述涵道式陆空车辆的前舵面执行器的故障概率、后舵面执行器的故障概率、右副涵道执行器的故障概率及左副涵道执行器的故障概率；

根据各个执行器的故障概率判断各个执行器是否故障，得到第一判断结果；

根据所述第一判断结果确定所述涵道式陆空车辆的故障行为模式；

当所述故障行为模式表示各个执行器都未故障时，将所述涵道式陆空车辆的控制分配方程确定为：

其中，δ₀为机体平衡状态下的预设固定值，δ₁为前舵面执行器输出的偏转量，δ₂为后舵面执行器输出的偏转量，δ₃为右副涵道执行器输出的拉力值，δ₄为左副涵道执行器输出的拉力值；

当所述故障行为模式表示仅前舵面执行器故障时，将所述涵道式陆空车辆的控制分配方程确定为：

δ₂＝δ_1.fault-C_Nδ/C_Nv

δ₃＝δ₀+[C_Lδ-C_Lv(δ_1.fault+δ₂)]/2C_La；

δ₄＝2δ₀-δ₃

其中，δ_1.fault为前舵面执行器故障时前舵面执行器输出的偏转量，C_Nδ为控制器输出的舵面偏航控制指令；C_Nv为舵面偏航力矩的期望的无量纲气动系数；C_Lδ为控制器输出的滚转控制指令；C_Lv为舵面滚转力矩期望的无量纲气动系数；C_La为副涵道滚转力矩期望的无量纲气动系数；

当所述故障行为模式表示仅右副涵道执行器故障时，将所述涵道式陆空车辆的控制分配方程确定为：

其中，δ_3.fault为右副涵道执行器故障时右副涵道执行器输出的拉力值；