[发明专利]一种双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法

权利要求书

1.一种双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：包括姿态增稳控制和定高控制，其中：

所述姿态增稳控制采用油门控制转速、总距控制姿态的方式；

所述定高控制采用总距控制高度或转速控制高度。

2.根据权利要求1所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述姿态增稳控制中，姿态控制率采用姿态环+角速率环的控制结构。

3.根据权利要求1所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述姿态增稳控制中，首先根据多旋翼飞行器的尺寸，计算电机分配量，计算得到各通道电机分配系数。

4.根据权利要求1所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述姿态增稳控制中，在前后两个发动机油门控制的舵机中引入俯仰操纵变化量作为前馈补偿量。

5.根据权利要求1所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述姿态增稳控制包括如下步骤：

(1)旋翼转速测定：

在发动机传动轴安装霍尔传感器，在一个测速周期内，通过霍尔传感器得到完整脉冲的计数值，同时测量每个脉冲的周期，利用一个周期内的多个脉冲值求平均得到一个脉冲周期的均值；

在一个测速周期到时，读取当前脉冲周期已测量的时长，计算占当前脉冲周期的比例，得到非完整脉冲值μ，下一周期再测量剩下的非完整脉冲，下一周期测到的完整脉冲个数应该加上(1-μ)，最终得到旋翼转速；

(2)转速线性化、桨距标定：

将飞控计算输出的总距控制信号pwm与发动机转速设定为线性关系；通过实际测试找到飞行器悬停时的最佳桨距和发动机转速，并保证飞行器飞行过程中不会出现0桨距的情况；

(3)飞行器航向漂移：

采用双GPS组合定向方法，利用载波相位解算实现精确定向；

(4)发动机定转速控制：

采用发动机转速反馈和前馈补偿的复合控制结构。

6.根据权利要求5所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括如下步骤：

第一步，根据桨距的最小值和最大值预估初始桨距通过地面系留动态测试飞行器在发动机启动处于怠速状态的转速n₀和在飞行器悬停时的桨距M_τ及发动机转速n_s；

第二步，测出飞行器的遥控器3通道所对应的PWM最大值PWM_max和最小值PWM_min，得到中立总距控制量PWM_mid；通过多次测试，得到发动机转速和总距控制信号PWM的线性关系如下表：

其中，M_mid为最终确定飞控控制范围的中立桨距，n_s为在M_mid桨距下飞机处于悬停状态发动机的转速，为飞控期望的最大桨距，△为桨距预留量；

根据如下公式将飞控输出总距控制信号PWM和桨距线性对应：

7.根据权利要求5所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将两个GPS天线做减震架高处理，且两个GPS天线之间尽可能远离。

8.根据权利要求5所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，引入总距操纵变化量△δ_c和俯仰变化量△δ_e作为前馈补偿，实现旋翼转速在受到外界环境干扰、桨距操纵干扰下的快速恒定。

9.根据权利要求5或8所述的双发油动变桨距多旋翼飞行器的飞行控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，发动机定转速控制采用转速通道控制率，转速通道控制率为：

其中，δ_T为总距变化对应的升力，为俯仰变化补偿系数，为总距变化补偿系数，总距误差俯仰角误差K_pn为转速放大比例系数，K_in为转速误差积分系数，为转速误差。