[发明专利]一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法

说明书

本发明提供一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法，属于小型飞行器技术领域。所述的共轴式倾转旋翼飞行器由位于前方的两个共轴倾转旋翼模块和位于后方的尾部旋翼模块组成。其中位于前方的两个共轴倾转旋翼模块上分别安装了一对共轴旋翼，位于后方的尾部旋翼模块上安装了一个旋翼。该控制方法使得该飞行器在一侧倾转模块中的一个旋翼出现故障、两侧倾转模块中同一层的两个旋翼同时出现故障、一侧倾转模块无法倾转三种故障状态下，期望控制量设计与无故障状态相同，控制分配方程组改变，需要设计不同的约束来使得控制分配方程组有唯一解，使得在故障状态下可控。

技术领域

本发明属于小型飞行器技术领域，具体涉及一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法。

背景技术

倾转旋翼飞行器是一种将固定翼飞机和直升机融为一体的新型飞行器，它既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又可以通过倾转模块的倾转，完成各种机动，灵活性更高。

传统倾转翼机其中一侧的倾转旋翼失效后必定会发生失控，为了克服这一缺点，本发明提出一种共轴式倾转旋翼飞行器在故障状态下的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法。

本发明的技术方案：

一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法，所述的共轴式倾转旋翼飞行器由位于前方的两个共轴倾转旋翼模块和位于后方的尾部旋翼模块组成。其中位于前方的两个共轴倾转旋翼模块上分别安装了一对共轴旋翼，位于后方的尾部旋翼模块上安装了一个旋翼。

其控制方法为，通过当前位姿与目标位姿之间的误差，以及一定的控制规律，我们可以得到飞行器的五个期望控制量通过这5个已知量可以构造5个方程组成控制分配方程组，求解方程组即可解出当前需要的控制输入

在无故障模式下，想要通过5个方程解出7个未知量(控制输入)，需要设计2个约束，使得方程和未知量的个数相等，使得方程组有唯一解。

而在故障模式下，部分倾转模块或旋翼损坏，无法动作，这意味着某些控制输入无法改变(即为恒定值)，相应的未知量变为常量，未知数的个数会减少，因此需要重新改变约束，使得方程的个数和未知量的个数相等，重新求解。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果是：

本发明研究了一种共轴式倾转旋翼飞行器故障模式下的控制方法，使得该飞行器在一侧倾转模块中的一个旋翼出现故障、两侧倾转模块中同一层的两个旋翼同时出现故障、一侧倾转模块无法倾转三种故障状态下，期望控制量设计与无故障状态相同，控制分配方程组改变，需要设计不同的约束来使得控制分配方程组有唯一解，使得在故障状态下可控。

附图说明

图1为本发明中的飞行器的结构图。

图2为本发明中的飞行器的尺寸标注图，其中，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图3为本发明中的飞行器的控制结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。