CN102945046A - 一种无人机的控制方法 - Google Patents

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胡雄文
刘莹
赵小川
钱毅
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左明
周宏志
徐英新
张月
崔倩楠
李陈
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张敏
田铮
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施建昌
赵欣欣
刘珊
刘新广
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Abstract

本发明公开了一种无人机的控制方法，具体为：无人机的系统上电启动遥控模式，使无人机按照接收到的控制指令飞行；在飞行稳定后，将无人机的控制模式切换至自主控制模式，分别采用自适应鲁棒和模糊PID对无人机的内环和外环进行控制；在自主控制模式下，无人机不断检测自身的通信系统，若通信系统出现问题，则控制无人机按照原路径返回；在自主控制模式下，无人机不断检测自身的位置信息，若无人机已行驶至目的地，则控制无人机按照原路径返回。本发明的无人机的控制方法既可以应用于固定翼无人机又可以应用无人直升机，具有良好的通用性；另外，其还具有良好的抗干扰性、容错性和控制精度。

Description

一种无人机的控制方法
技术领域
本发明属于自动控制领域，尤其涉及一种无人机的控制方法。
背景技术
无人机在防灾救险、科学考察等领域有着广阔的应用，而飞行控制系统是无人机的重要组成部分，在无人机智能化和实用化中起着重要的作用。无人机控制方法是飞行控制系统的核心，控制精度高、抗干扰能力强、容错性能好是对无人机控制方法的基本要求，而传统的控制方法在抗干扰能力和容错性方面远达不到实用性的要求。
发明内容
针对传统的无人机飞行控制方法的不足，提供一种控制精度高、抗干扰能力强的无人机的控制方法，该无人机的控制方法可用于固定翼无人机和无人直升机的飞行控制。
本发明采用的技术方案为：一种无人机的控制方法，包括遥控模式、自主控制模式和故障返航模式；
所述遥控模式是通过遥控器向无人机发送控制指令，使无人机按照接收到的控制指令飞行；
所述自主控制模式包括内环控制和外环控制，内环控制用于控制无人机的姿态，外环控制用于控制位置和速度；
所述自主控制模式中的内环控制采用自适应鲁棒控制算法；
所述自主控制模式中的外环控制采用模糊PID控制算法；
所述故障返航模式是在飞行过程中，当地面站与无人机间的通信出现故障时，无人机按照原路径返回至起点；
所述无人机处于遥控模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上；
所述无人机处于自主控制模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上；
所述无人机的控制方法为：
步骤1：无人机的系统上电，之后执行步骤2；
步骤2：无人机的系统启动遥控模式，之后执行步骤3；
步骤3：无人机的系统接收遥控器发出的控制指令，按照接收到的控制指令控制无人机飞行，并执行步骤4；
步骤4：无人机的系统判断无人机的飞行是否稳定，若稳定则执行步骤5，若不稳定则执行步骤3；
步骤5：无人机的系统将无人机的控制模式由遥控模式切换至自主控制模式，之后执行步骤6；
步骤6：无人机的系统在自主控制模式下分别采用自适应鲁棒和模糊PID控制算法对无人机的内环和外环进行控制，并执行步骤7和步骤8；
步骤7：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的包括无线数传装置在内的通信系统是否正常，若正常则执行步骤6，若不正常则执行步骤9；
步骤8：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的位置信息，判断无人机是否已行驶至目的地，若是则执行步骤10，若否则执行步骤6；
步骤9：无人机的系统将无人机的控制模式由自主控制模式切换至故障返航模式，之后执行步骤10。
步骤10：无人机的系统控制无人机按照原路径返回。
本发明的有益效果为：本发明的无人机的控制方法既可以应用于固定翼无人机又可以应用无人直升机，具有良好的通用性。另外，本发明提出的无人机控制方法具有良好的抗干扰性、容错性和控制精度。
附图说明
图1为本发明的无人机的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明的无人机的控制方法包括三种模式：遥控模式、自主控制模式和故障返航模式。
所述遥控模式是通过遥控器向无人机发送控制指令，使无人机按照所接收到的控制指令飞行。
所述自主控制模式包括内环控制和外环控制，内环控制用于控制无人机的姿态，外环控制用于控制无人机的位置和速度信息。
所述自主控制模式中的内环控制采用自适应鲁棒控制；所述自主控制模式中的外环控制采用模糊PID控制。
所述故障返航模式是在飞行过程中，当地面站与无人机通信出现故障时，无人机按照原路径返回起点。
所述无人机处于遥控模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上。
所述无人机处于自主控制模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上。
由于在无人机控制过程中引进了故障返航模式，当地面站与无人机的通信系统出现故障时，无人机可以安全地返回，因而提高了无人机飞行控制的容错性。
在无人机的内环控制与外环控制中，分别采用自适应鲁棒控制和模糊PID控制，提高了控制的精度和抗干扰性。
本发明的无人机的控制方法既可以应用于固定翼无人机又可以应用无人直升机，具有良好的通用性。
与其他相关技术相比，本发明所提出的无人机控制方法具有良好的抗干扰性、容错性和控制精度。
本发明的无人机控制方法的实现过程如下：
步骤1：无人机的系统上电，之后执行步骤2；
步骤2：无人机的系统启动遥控模式，之后执行步骤3；
步骤3：无人机的系统接收遥控器发出的控制指令，按照接收到的控制指令控制无人机飞行，并执行步骤4；
步骤4：无人机的系统判断无人机的飞行是否稳定（在此，可通过无人机携带的例如是姿态传感器采集到的姿态信息判断无人机的飞行是否稳定），若稳定则执行步骤5，若不稳定则执行步骤3；
步骤5：无人机的系统将无人机的控制模式由遥控模式切换至自主控制模式，之后执行步骤6；
步骤6：无人机的系统在自主控制模式下分别采用自适应鲁棒和模糊PID控制算法对无人机的内环和外环进行控制，并执行步骤7和步骤8；
步骤7：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的包括无线数传装置在内的通信系统是否正常，若正常则执行步骤6，若不正常则执行步骤9；
步骤8：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的位置信息，判断无人机是否已行驶至目的地，若是则执行步骤10，若否则执行步骤6；
步骤9：无人机的系统将无人机的控制模式由自主控制模式切换至故障返航模式，之后执行步骤10。
步骤10：无人机的系统控制无人机按照原路径返回。
以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明的实施范围，但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：包括遥控模式、自主控制模式和故障返航模式；
所述遥控模式是通过遥控器向无人机发送控制指令，使无人机按照接收到的控制指令飞行；
所述自主控制模式包括内环控制和外环控制，内环控制用于控制无人机的姿态，外环控制用于控制位置和速度；
所述自主控制模式中的内环控制采用自适应鲁棒控制算法；
所述自主控制模式中的外环控制采用模糊PID控制算法；
所述故障返航模式是在飞行过程中，当地面站与无人机间的通信出现故障时，无人机按照原路径返回至起点；
所述无人机处于遥控模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上；
所述无人机处于自主控制模式时，无人机的位置信息通过无线数传装置传输到地面站，并显示在地面站的屏幕上；
所述无人机的控制方法为：
步骤1：无人机的系统上电，之后执行步骤2；
步骤2：无人机的系统启动遥控模式，之后执行步骤3；
步骤3：无人机的系统接收遥控器发出的控制指令，按照接收到的控制指令控制无人机飞行，并执行步骤4；
步骤4：无人机的系统判断无人机的飞行是否稳定，若稳定则执行步骤5，若不稳定则执行步骤3；
步骤5：无人机的系统将无人机的控制模式由遥控模式切换至自主控制模式，之后执行步骤6；
步骤6：无人机的系统在自主控制模式下分别采用自适应鲁棒和模糊PID控制算法对无人机的内环和外环进行控制，并执行步骤7和步骤8；
步骤7：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的包括无线数传装置在内的通信系统是否正常，若正常则执行步骤6，若不正常则执行步骤9；
步骤8：在自主控制模式下，无人机的系统不断检测自身的位置信息，判断无人机是否已行驶至目的地，若是则执行步骤10，若否则执行步骤6；
步骤9：无人机的系统将无人机的控制模式由自主控制模式切换至故障返航模式，之后执行步骤10。
步骤10：无人机的系统控制无人机按照原路径返回。
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