[发明专利]一种基于控制变量参数化的无人飞行器巡航跟踪控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于控制变量参数化的无人飞行器巡航跟踪控制系统及控制方法，无人飞行器在巡航空域飞行，飞行器巡航高度传感器、飞行器速度传感器、飞行器航道倾角传感器开启，获得飞行器巡航高度偏差、速度和飞行器航道倾角信息，飞行器MCU根据设定的巡航高度偏差、速度和飞行器航道倾角要求自动执行内部控制变量参数化优化算法，得到使无人飞行器在指定时间内到达设定巡航轨迹的控制策略，飞行器MCU将获得的控制策略转换为控制指令发送给飞行器推力控制模块和俯仰角控制模块执行。本发明能够根据无人飞行器不同的巡航高度偏差、速度和飞行器航道倾角状态快速地得到优化控制策略，使无人飞行器在设定时间内平稳到达指定的巡航轨迹状态。

主权项

1.一种基于控制变量参数化的无人飞行器巡航跟踪控制系统，其特征在于：包括动力学模型、飞行器性能约束条件、优化目标设置模块(11)，无人飞行器MCU模块(12)，飞行器巡航高度传感器(13)，飞行器速度传感器(14)，飞行器航道倾角传感器(15)，飞行器巡航高度偏差、速度、飞行器航道倾角、飞行器调节时间设置模块(16)，飞行器推力控制模块(17)和飞行器俯仰角控制模块(18)；其中所述动力学模型、飞行器性能约束条件、优化目标设置模块(11)用于设定飞行器动力学模型函数、飞行器性能约束条件函数和飞行器推力、俯仰角优化目标参数；所述飞行器巡航高度传感器(13)用于获取飞行器当前的巡航高度偏差，并输入无人飞行器MCU模块(12)；所述飞行器速度传感器(14)用于获取飞行器当前的速度，并输入无人飞行器MCU模块(12)；所述飞行器航道倾角传感器(15)用于获取飞行器当前的航道倾角，并输入无人飞行器MCU模块(12)；所述飞行器巡航高度偏差、速度、飞行器航道倾角、飞行器调节时间设置模块(16)用于设定飞行器巡航高度偏差、速度、飞行器航道倾角值和飞行器调节时间；所述无人飞行器MCU模块(12)用于根据设定的飞行器巡航高度偏差、速度、飞行器航道倾角和飞行器调节时间，以及当前的巡航高度偏差、当前的速度和的航道倾角，采用控制变量参数化优化算法得到使无人飞行器在设定调节时间范围内平稳到达指定飞行轨迹状态的推力和俯仰角控制量，并分别发送给飞行器推力控制模块(17)和飞行器俯仰角控制模块(18)；所述飞行器推力控制模块(17)用于控制飞行器飞行推力；所述飞行器俯仰角控制模块(18)用于控制飞行器的俯仰角。