[发明专利]一种小型无人机自动着陆拉平控制方法及其装置

摘要

本发明公开了一种小型无人机自动着陆拉平控制方法及其装置，本发明将着陆拉平控制装置分为俯仰角控制回路和空速控制回路两部分，针对简易传感器配置下的无人机，无法获得满足精度要求的升降速度信息和升降加速度信息的情况，充分利用可用传感器信息，通过计算期望俯仰角、含修正的期望俯仰角、期望空速 v_g(t)、含修正的期望空速v_g′(t)、升降舵控制指令δ_z(t)、发动机节风门指令δ_p(t)等过程，来实现控制回路中的各个控制环节，达到自动着陆拉平控制的目的。同时，遥控操纵人员可根据实际情况，在拉平过程中通过操作升降舵操纵杆和节风门操纵杆，对自动拉平进行修正控制，有效提高飞机的抗干扰能力，提高飞机着陆的精确度。

主权项

1、一种小型无人机自动着陆拉平控制方法，其特征在于按照以下步骤实现：步骤一：实现期望俯仰角计算环节，得到期望俯仰角根据无人机的飞行高度h(t)、拉平开始时的期望俯仰角接地时的期望俯仰角拉平开始时的高度h_F、接地高度h_L，得到拉平过程中飞行高度h(t)对应的期望俯仰角如式(1)所示：步骤二：实现期望俯仰角修正环节，得到含有俯仰角修正量的期望俯仰角1)根据俯仰角修正上下边界值和升降舵操纵杆量上下边界值δ_zup和δ_zdw，得到俯仰角修正系数如式(2)所示：2)根据俯仰角修正系数和升降舵操纵杆量δ_zpro(t)，得到俯仰角修正量如式(3)所示：3)根据期望俯仰角，计算含有修正量的期望俯仰角，如式(4)所示：步骤三：实现俯仰角控制环节，得到升降舵控制指令δ_z(t)；根据无人机的俯仰角、含有修正的期望俯仰角无人机的俯仰角速率ω_z(t)以及相应的控制参数得到升降舵控制指令δ_z(t)，如式(5)所示：步骤四：实现期望空速计算环节，得到期望空速v_g(t)；根据无人机的飞行高度h(t)、拉平开始时的期望空速v_gF、接地时刻的期望空速v_gL、拉平开始时的高度h_F、接地高度h_L，得到拉平过程中飞行高度h(t)对应的期望空速v_g(t)，如式(6)所示：vg(t)=vgF-vgLhF-hL(h(t)-hL)+vgL---(6)]]>步骤五：实现期望空速修正环节，得到含有空速修正量的期望空速v＇_g(t)；1)根据空速修正上下边界值v_kup和v_kdw、节风门操纵量上下边界值δ_pup和δ_pdw，得到空速修正系数K_vx，如式(7)所示：Kvx=vkup-vkdwδpup-δpdw---(7)]]>2)根据空速修正系数K_vx和节风门操纵杆量δ_ppro(t)，得到空速修正量v_gsemi(t)，如式(8)所示：v_gsemi(t)＝K_vxδ_ppro(t)(8)3)根据期望空速v_g(t)，计算含有修正量的期望空速v_g＇(t)，如式(9)所示：v_g′(t)＝v_gsemi(t)+v_g(t) (9)步骤六：实现空速控制，得到节风门控制指令δ_p(t)；根据无人机的空速v_k(t)、含有修正的期望空速v_g＇(t)以及相应的控制参数K_p、K_pI，得到节风门控制指令δ_p(t)，如式(10)所示：δp(t)=Kp(vg′(t)-vk(t))+KpI∫0t(vg′(τ)-vk(τ))dτ---(10).]]>