[发明专利]一种大升阻比无人机边界保护方法

权利要求书

1.一种大升阻比无人机边界保护方法，其特征在于，在姿态驾驶控制回路中加入边界保护项，所述边界保护项为被保护信号的误差值与增益K的乘积；包括过载边界保护，所述过载边界保护包括侧向过载保护和法向过载保护，所述侧向过载保护在方向舵控制律δ_R中加入侧向过载保护项且结构为：

其中，A_Y为重心处传感器测出的侧向加速度，且侧向加速度包括重力加速度分量；

ΔA_Y为误差信号；

所述法向过载保护在升降舵控制外回路中加入法向过载保护项来实现法向过载保护，其控制律结构为：

其中，A_Z为扣除重力加速度影响的合加速度，方向规定为向下为正，与高度方向相反；

ΔA_Z为误差信号；

φ：滚转角；

R：偏航角速度；

H：飞行高度，

H_g：高度目标值；

所述侧向过载保护范围如下：

1)当A_YB0≤A_Y≤A_YT0，ΔA_Y＝0；

2)当A_Y＞A_YT0，ΔA_Y＝A_Y-A_YT0；

3)当A_Y＜A_YB0，ΔA_Y＝A_Y-A_YB0，

当无人机在飞行过程中受到扰动使无人机侧向过载超出边界保护值时，则无人机通过方向舵出舵来调整航向角消除侧滑角，以达到消除侧向过载的目的，使无人机侧向过载处于保护区域。

2.根据权利要求1所述的一种大升阻比无人机边界保护方法，其特征在于，包括空速边界保护，所述空速边界保护是在纵向升降舵控制回路θ_g中加入空速边界保护项，且控制律结构为：

其中：ΔVLAS为误差信号值；

θ^ref为俯仰角前馈值。

3.根据权利要求2所述的一种大升阻比无人机边界保护方法，其特征在于，空速边界保护范围如下：

当VIAS≤IASB0时：ΔVIAS＝IASB0-IASB1；

当IASB0＜VIAS≤IASB1时：ΔVIAS＝VIAS-IASB1；

当IASB1＜VIAS≤IAST0时：ΔVIAS＝0；

当IAST0＜VIAS≤IAST1时：ΔVIAS＝VIAS-IAST0；

当IAST1＜VIAS时：ΔVIAS＝IAST1-IAST0；

其中VLAS为指示空速；

当无人机受扰空速大于速度保护边界值时，则通过空速保护项增加俯仰角给定值，以令升降舵出舵拉起无人机姿态以减小空速，使空速重新进入安全范围；当无人机受扰空速小于速度保护边界值时，则通过空速保护项减小俯仰角给定值，以令升降舵出舵压低无人机姿态以增大空速，使空速重新进入安全范围。

4.根据权利要求1所述的一种大升阻比无人机边界保护方法，其特征在于，包括角速度边界保护，所述角速度边界保护包括滚转角速度边界保护；所述滚转角速度边界保护包括前馈补偿环节和反馈补偿环节，且前馈补偿环节保护连续两拍滚转角的误差小于等于20°/s，反馈补偿环节在副翼舵控制内回路φ_g中加入角速度边界保护项，且控制律结构为：

其中ΔP为误差值；

φ_NAV：由水平轨迹制导回路计算得到的滚转角控制目标值。