CN105480037A - 飞行车控制方法、系统和飞行车 - Google Patents

飞行车控制方法、系统和飞行车 Download PDF

Info

Publication number
CN105480037A
CN105480037A CN201510887570.1A CN201510887570A CN105480037A CN 105480037 A CN105480037 A CN 105480037A CN 201510887570 A CN201510887570 A CN 201510887570A CN 105480037 A CN105480037 A CN 105480037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
control
attitude
mode
carplane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510887570.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105480037B (zh
Inventor
郭安琪
农斌
姜玫竹
赵晓磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC South Industry Co Ltd
Original Assignee
China National South Aviation Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National South Aviation Industry Co Ltd filed Critical China National South Aviation Industry Co Ltd
Priority to CN201510887570.1A priority Critical patent/CN105480037B/zh
Publication of CN105480037A publication Critical patent/CN105480037A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105480037B publication Critical patent/CN105480037B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F5/00—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
    • B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • G05D1/042—Control of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种飞行车控制方法、系统和飞行车，该飞行车包括驱动前升力风扇的第一电机、驱动后升力风扇的第二电机、驱动左调节风扇的第三电机、驱动右调节风扇的第四电机、驱动前矢量导风板的第一舵机、驱动后矢量导风板的第二舵机、以及驱动前车轮和后车轮的左右行驶电机，该飞行车控制方法，包括步骤：当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；接收飞行指令，并根据飞行指令，进入对应飞行模式；在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。本发明通过姿态感应与PID解算，解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制。

Description

飞行车控制方法、系统和飞行车
技术领域
本发明涉及飞行控制领域，特别地，涉及一种飞行车控制方法、系统和飞行车。
背景技术
飞行车是一种兼具飞行与行驶功能的两栖多用车辆，并可具有一定的载重(人或物品)，目前国内市场没有相关的产品，对于飞行车概念仍处于构想阶段。目前存在的技术方案构想有双涵道飞行器和四涵道燃气轮机动力飞行汽车，该技术方案主要存在以下缺点：
1、双涵道飞行器虽然当两个螺旋桨产生的扭矩相同时飞行器不会旋转，当飞行器的重心位于前后螺旋桨的中心连线上时飞行器不会产生滚转。然而在实践过程中，两个螺旋桨产生的扭矩很难匹配使之完全相同，飞行器的中心很难与前后螺旋桨的中心连线重合，飞行过程中飞行器在原地旋转；并且当飞行器的重心不在两个螺旋桨的之间的连线上时，会造成飞行器侧翻。因而，上述技术构想难以付诸实践。
2、四涵道燃气轮机动力飞行汽车以燃气轮机为动力，在实际控制系统设计中难以避免响应延时长的问题，并且在平地行驶以及下坡路等小功率状态下存在发动机容易熄火的问题。
因此，如何解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种飞行车控制方法和系统，以解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种飞行车控制方法，飞行车包括驱动前升力风扇的第一电机、驱动后升力风扇的第二电机、驱动左调节风扇的第三电机、驱动右调节风扇的第四电机、驱动前矢量导风板的第一舵机、驱动后矢量导风板的第二舵机、以及驱动前车轮和后车轮的左右行驶电机，包括步骤：
当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；
接收飞行指令，并根据飞行指令，进入对应飞行模式；
在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
进一步地，在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据；
根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值；
根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算；
根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
进一步地，飞行模式包括起飞姿态控制模式、悬停姿态控制模式、飞行姿态控制模式和降落控制模式。
进一步地，输出控制信号包括横滚角输出控制信号、俯仰角输出控制信号、偏航角输出控制信号和高度输出控制信号。
进一步地，在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在起飞姿态控制模式下，控制第一电机和第四电机以第一转速运行，控制第二电机和第四电机以第二转速运行，并保持第一舵机和第二舵机角度不变；
在悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机；
飞行姿态控制模式包括前飞姿态控制模式、侧飞姿态控制模式和转弯姿态控制模式，在前飞姿态控制模式下，以俯仰角为目标值，通过俯仰角差值控制第一电机和第三电机；在侧飞姿态控制模式下，以横滚角为目标值，通过横滚角差值控制第二电机和第四电机；在转弯控制模式下，以偏航角为目标值，通过偏航角差值控制第一舵机和第二舵机；
在降落控制模式下，在悬停姿态控制模式的前提下，同步降低第一电机和第三电机转速，落地后停转所有电机。
进一步地，在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤之后还包括：
将飞行模式切换为行驶模式，控制相应的电机和/或舵机动作。
进一步地，将飞行模式切换为行驶模式，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在行驶模式下，关闭第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，控制左右行驶电机按设定的行驶速度行驶。
进一步地，行驶模式包括行驶转弯模式，在行驶模式下，关闭第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，控制左右行驶电机按设定的行驶速度行驶的步骤之后还包括：
在行驶转弯模式下，通过左右行驶电机的差速控制转弯半径。
根据本发明的另一方面，还提供了一种飞行车控制系统，设置在飞行车上，包括：
开启模块，用于当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；
进入模块，用于接收飞行指令，并根据飞行指令，进入对应飞行模式；
控制模块，用于在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
进一步地，控制模块包括：
反馈单元，用于在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据；
获取单元，用于根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值；
解算单元，用于根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算；
执行单元，用于根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
根据本发明的一方面，提供了一种飞行车，包括上述的飞行车控制系统。
本发明具有以下有益效果：
通过姿态感应与PID解算，对飞行车的姿态进行闭环控制，解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明飞行车优选实施例的结构示意图；
图2是本发明飞行车控制方法第一实施例的流程示意图；
图3是图2中所述在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤的细化流程示意图；
图4是本发明飞行车控制方法第二实施例的流程示意图；
图5是本发明飞行车系统优选实施例的功能模块示意图；
图6是图5中所述控制模块的功能模块示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明提供了一种飞行车，具有四涵道升力结构，包括车体、前升力风扇10、后升力风扇20，左调节风扇30、右调节风扇40、前矢量导风板50、后矢量导风板60、前车轮70、后车轮80、驱动前升力风扇10的第一电机、驱动后升力风扇20的第二电机、驱动左调节风扇30的第三电机、驱动右调节风扇40的第四电机、驱动前矢量导风板50的由第一舵机、驱动后矢量导风板60的第二舵机、以及驱动前车轮70和后车轮80的左右行驶电机。
本发明飞行车的飞行车控制系统的硬件，包括动力系统、供电系统和姿态控制系统。
1)、动力系统
动力系统主要包括飞行动力、行驶动力、辅助机构。
飞行动力包括驱动前升力风扇和后升力风扇的大电机(总功率在80～120kW之间)，以及驱动左调节风扇和右调节风扇的小电机(总功率在10～30kW之间)。
行驶动力包括驱动车轮的行驶电机(总功率在7～10kW之间)。
辅助系统包括控制矢量导风板动作的电调舵机及车体其他用电设备。
2)、供电系统
供电系统包括为动力系统供电的电池组和线缆及充电器等。
3)、姿态控制系统
姿态控制系统包括执行机构、地面监控系统、传感器、控制中枢。
执行机构包括执行矢量导流板旋转动作的电调和各电机对应的电子调速器。
地面监控系统包括一套置于车体上的信号发射装置与对应的地面控制台的信号接收装置，通过无线信号发射器，实现地面控制台对飞行车的遥控以及飞行参数监控与录入。
传感器包括微型惯组、高度传感器，其中微型惯组用于采集飞行车姿态数据，高度传感器用于采集高度数据。
控制中枢包括集成控制电路板及对应的线缆、接口等。控制逻辑主要是通过集成控制电路板进行信号接收、运算、再通过电缆传输到执行机构实现的。
4)、数学模型
根据飞行车的总体结构和布局，第一电机和第三电机为主升力电机(含俯仰控制)；第二电机和第四电机为辅助升力小电机(含横滚控制)；第一舵机和第二舵机为矢量导风板驱动舵机(偏航控制)。
1、总的升力为四个电机升力之和：
T = k L L w 1 2 + k S L w 2 2 + k L L w 3 2 + k S L w 4 2 - - - ( 1 )
其中，kLL,kSL为大小电机的升力系数，由动力系统测试获取，ω1第一电机的转速，ω2第二电机的转速，ω3第三电机的转速，ω4第四电机的转速。
2、俯仰力矩(沿x轴转动力矩)
t Y = L 1 k L L w 1 2 - L 2 x k S L w 2 2 - L 3 k L L w 3 2 - L 4 x k S L w 4 2 - - - ( 2 )
其中，L1为第一电机的中心点到重心之间的距离，L2x为第二电机沿X轴的中心点到重心之间的距离，L3为第三电机的中心点到重心之间的距离，L4x为第四电机沿X轴的中心点到重心之间的距离，ω1第一电机的转速，ω2第二电机的转速，ω3第三电机的转速，ω4第四电机的转速。
3、滚转力矩(沿y轴转动力矩)
t X = L 2 x k S L w 2 2 - L 4 x k S L w 4 2 - - - ( 3 )
其中，L2x为第二电机沿X轴的中心点到重心之间的距离，L4x为第四电机沿X轴的中心点到重心之间的距离，ω2第二电机的转速，ω4第四电机的转速。
4、偏航力矩(沿z轴转动力矩)
t Z = L 1 k L t w 1 2 - L 2 k S t w 2 2 - L 3 k L t w 3 2 + L 4 k S t w 4 2 + K a a - - - ( 4 )
其中，Ka为扰流板偏转产生的偏航力矩系数；kLt,kSt为大小电机力矩系数，由动力系统测试获取，L1为第一电机的中心点到重心之间的距离，L2为第一电机的中心点到重心之间的距离，L3为第三电机的中心点到重心之间的距离，L4为第四电机的中心点到重心之间的距离，α为导风板角度。
5)、控制原理
飞行车的俯仰控制力矩主要是通过改变前升力风扇和后升力风扇的拉力大小来获得，也就是说通过改变第一电机和第三电机的转速来获得。为了不因为旋翼转速的改变引起飞行车整体扭矩及总拉力发生改变，第一电机与第三电机转速改变量的大小应相等。当第一电机和第三电机存在转速差时，飞行车出现偏转力矩产生自旋。通过调节矢量导风板偏转角度来消除飞行车自旋。同样，横滚控制力矩由第二电机和第四电机的转速改变来获得，改变方式与俯仰控制相同。飞行车的偏航控制力矩可通过改变矢量导风板的角度来获得。
结合姿态控制原理，各风扇控制方式如表1所示：
运动形式 前升力风扇 左调节风扇 后升力风扇 右调节风扇 导风板角度
俯仰角 + 0 － 0 +
横滚角 0 － 0 + 0
偏航角 0 0 0 0 +
向上 + + + + 0
表1
本发明第一实施例提供了一种飞行车控制方法，如图2所示，包括步骤：
步骤S100、当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能。
飞行车控制系统识别到飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能，利用微型惯组采集飞行车姿态数据，高度传感器采集高度数据。
步骤S200、接收飞行指令，并根据所述飞行指令，进入对应飞行模式。
飞行车控制系统接收遥器发出来的飞行指令，并根据所述飞行指令，进入对应飞行模式，该飞行模式包括起飞姿态控制模式、悬停姿态控制模式、飞行姿态控制模式和降落控制模式。
步骤S300、在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
飞行车控制系统在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。具体地，在起飞姿态控制模式下，控制第一电机和第四电机以第一转速运行，控制第二电机和第四电机以第二转速运行，并保持第一舵机和第二舵机角度不变；在悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机；飞行姿态控制模式包括前飞姿态控制模式、侧飞姿态控制模式和转弯姿态控制模式，在前飞姿态控制模式下，以俯仰角为目标值，通过俯仰角差值控制第一电机和第三电机；在侧飞姿态控制模式下，以横滚角为目标值，通过横滚角差值控制第二电机和第四电机；在转弯控制模式下，以偏航角为目标值，通过偏航角差值控制第一舵机和第二舵机；在降落控制模式下，在悬停姿态控制模式的前提下，同步降低第一电机和第三电机转速，落地后停转所有电机。
本实施例提供的飞行车控制方法，通过姿态感应与PID解算，解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制。
进一步地，如图3所示，本发明提供的飞行车控制方法，在第一实施例的基础上，步骤S300包括：
步骤S310、在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据。
飞行车控制系统在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据，所述姿态数据包括俯仰角、横滚角和偏航角，例如在前飞姿态控制模式下，解算飞姿态控制指令，实时反馈当前的姿态数据，获取当前的俯仰角。在悬停姿态控制模式下，解算悬停姿态控制指令，实时反馈当前的姿态数据，获取当前偏航角和高度数据。
步骤S320、根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值。
飞行车控制系统根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值，例如在前飞姿态控制模式下，根据当前的俯仰角和起飞时的俯仰角，获取当前的姿态角差值。其中，姿态角差值为飞行车在两次飞行测试过程中获得的姿态角之间的差值，高度数据差值为飞行车在两次飞行测试过程中获得的高度之间的差值。
步骤S330、根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算。
飞行车控制系统根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行四通道PID姿态控制解算。
步骤S340、根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
飞行车控制系统根据PID姿态控制解算，得出输出控制信号，该输出控制信号包括横滚角输出控制信号、俯仰角输出控制信号、偏航角输出控制信号和高度输出控制信号，并根据该输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。例如，在悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以输出控制信号获得的起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机。
进一步地，如图4所示，本发明第二实施例提供的飞行车控制方法，在第一实施例的基础上，步骤S300之后包括：
步骤S400、将飞行模式切换为行驶模式，在行驶模式下控制相应的电机和/或舵机动作。
飞行车控制系统接收切换指令，将飞行模式切换为行驶模式，在行驶模式下，关闭第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，控制左右行驶电机按设定的行驶速度行驶。并且行驶模式包括行驶转弯模式，在行驶转弯模式下，通过左右行驶电机的差速控制转弯半径。
如图4所示，本发明还提供了一种飞行车控制系统，设置在飞行车上，飞行车包括驱动前升力风扇的第一电机、驱动后升力风扇的第二电机、驱动左调节风扇的第三电机、驱动右调节风扇的第四电机、驱动前矢量导风板的第一舵机、驱动后矢量导风板的第二舵机、以及驱动前车轮和后车轮的左右行驶电机，包括：
开启模块100，用于当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；
进入模块200，用于接收飞行指令，并根据飞行指令，进入对应飞行模式；
控制模块300，用于在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
飞行车控制系统的开启模块100识别到飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能，利用微型惯组采集飞行车姿态数据，高度传感器采集高度数据。
飞行车控制系统的进入模块200接收遥器发出来的飞行指令，并根据所述飞行指令，进入对应飞行模式，该飞行模式包括起飞姿态控制模式、悬停姿态控制模式、飞行姿态控制模式和降落控制模式。
飞行车控制系统的控制模块300在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。具体地，在起飞姿态控制模式下，控制第一电机和第四电机以第一转速运行，控制第二电机和第四电机以第二转速运行，并保持第一舵机和第二舵机角度不变；在悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机；飞行姿态控制模式包括前飞姿态控制模式、侧飞姿态控制模式和转弯姿态控制模式，在前飞姿态控制模式下，以俯仰角为目标值，通过俯仰角差值控制第一电机和第三电机；在侧飞姿态控制模式下，以横滚角为目标值，通过横滚角差值控制第二电机和第四电机；在转弯控制模式下，以偏航角为目标值，通过偏航角差值控制第一舵机和第二舵机；在降落控制模式下，在悬停姿态控制模式的前提下，同步降低第一电机和第三电机转速，落地后停转所有电机。
本实施例提供的飞行车控制系统，通过姿态感应与PID解算，解决飞行车在空中飞行时的平衡控制与姿态控制。
如图5所示，本实施例提供的飞行车控制系统，所述控制模块300包括：
反馈单元310，用于在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据；
获取单元320，用于根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值；
解算单元330，用于根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算；
执行单元340，用于根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
飞行车控制系统的反馈单元310在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据，所述姿态数据包括俯仰角、横滚角和偏航角，例如在前飞姿态控制模式下，解算飞姿态控制指令，实时反馈当前的姿态数据，获取当前的俯仰角。在悬停姿态控制模式下，解算悬停姿态控制指令，实时反馈当前的姿态数据，获取当前偏航角和高度数据。
飞行车控制系统的获取单元320根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值，例如在前飞姿态控制模式下，根据当前的俯仰角和起飞时的俯仰角，获取当前的姿态角差值。
飞行车控制系统的解算单元330根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行四通道PID姿态控制解算。
飞行车控制系统的执行单元340根据PID姿态控制解算，得出输出控制信号，该输出控制信号包括横滚角输出控制信号、俯仰角输出控制信号、偏航角输出控制信号和高度输出控制信号，并根据该输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。例如，在悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以输出控制信号获得的起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (11)

1.一种飞行车控制方法，所述飞行车包括驱动前升力风扇的第一电机、驱动后升力风扇的第二电机、驱动左调节风扇的第三电机、驱动右调节风扇的第四电机、驱动前矢量导风板的第一舵机、驱动后矢量导风板的第二舵机、以及驱动前车轮和后车轮的左右行驶电机，其特征在于，所述飞行车控制方法包括步骤：
当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；
接收飞行指令，并根据所述飞行指令，进入对应飞行模式；
在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
2.根据权利要求1所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据；
根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值；
根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算；
根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
3.根据权利要求2所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述飞行模式包括起飞姿态控制模式、悬停姿态控制模式、飞行姿态控制模式和降落控制模式。
4.根据权利要求3所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述输出控制信号包括横滚角输出控制信号、俯仰角输出控制信号、偏航角输出控制信号和高度输出控制信号。
5.根据权利要求4所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述飞行姿态控制模式包括前飞姿态控制模式、侧飞姿态控制模式和转弯姿态控制模式，所述在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在所述起飞姿态控制模式下，控制所述第一电机和所述第四电机以第一转速运行，控制所述第二电机和所述第四电机以第二转速运行，并保持所述第一舵机和所述第二舵机的偏航角不变；
在所述悬停姿态控制模式下，以横滚角等于零度角为目标值控制第二电机和第四电机，以俯仰角等于零度角为目标值控制第一电机和第三电机；以起飞时偏航角为目标值控制第一舵机和第二舵机，以设定的高度为目标值控制第一电机和第三电机；
在所述前飞姿态控制模式下，以俯仰角为目标值，通过俯仰角差值控制所述第一电机和所述第三电机；在所述侧飞姿态控制模式下，以横滚角为目标值，通过横滚角差值控制所述第二电机和所述第四电机；在所述转弯控制模式下，以偏航角为目标值，通过偏航角差值控制所述第一舵机和所述第二舵机；
在降落控制模式下，在悬停姿态控制模式的前提下，同步降低所述第一电机和所述第三电机转速，落地后停转所有电机。
6.根据权利要求5所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤之后还包括：
将所述飞行模式切换为行驶模式，控制相应的电机和/或舵机动作。
7.根据权利要求6所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述将所述飞行模式切换为行驶模式，控制相应的电机和/或舵机动作的步骤包括：
在所述行驶模式下，关闭所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机，控制所述左右行驶电机按设定的行驶速度行驶。
8.根据权利要求7所述的飞行车控制方法，其特征在于，
所述行驶模式包括行驶转弯模式，所述在行驶模式下，关闭所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机和所述第四电机，控制所述左右行驶电机按设定的行驶速度行驶的步骤之后还包括：
在所述行驶转弯模式下，通过所述左右行驶电机的差速控制转弯半径。
9.一种飞行车控制系统，设置在飞行车上，所述飞行车包括驱动前升力风扇的第一电机、驱动后升力风扇的第二电机、驱动左调节风扇的第三电机、驱动右调节风扇的第四电机、驱动前矢量导风板的第一舵机、驱动后矢量导风板的第二舵机、以及驱动前车轮和后车轮的左右行驶电机，其特征在于，所述飞行车控制系统包括：
开启模块，用于当飞行车处于飞行姿态控制模式时，开启姿态闭环控制使能；
进入模块，用于接收飞行指令，并根据所述飞行指令，进入对应飞行模式；
控制模块，用于在对应飞行模式下，根据PID姿态控制解算得出输出控制信号，控制相应的电机和/或舵机动作。
10.根据权利要求9所述的飞行车控制系统，其特征在于，
所述控制模块包括：
反馈单元，用于在对应飞行模式下，解算对应控制指令，实时反馈当前的姿态数据和/或高度数据；
获取单元，用于根据当前的姿态数据和/或高度数据，获取当前的姿态角差值和/或高度数据差值；
解算单元，用于根据获取的姿态角差值和/或高度数据差值，进行PID姿态控制解算；
执行单元，用于根据PID姿态控制解算，控制相应的电机和/或舵机动作。
11.一种飞行车，其特征在于，包述如权利要求9或10所述的飞行车控制系统。
CN201510887570.1A 2015-12-07 2015-12-07 飞行车控制方法、系统和飞行车 Active CN105480037B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510887570.1A CN105480037B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 飞行车控制方法、系统和飞行车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510887570.1A CN105480037B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 飞行车控制方法、系统和飞行车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105480037A true CN105480037A (zh) 2016-04-13
CN105480037B CN105480037B (zh) 2017-11-03

Family

ID=55667455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510887570.1A Active CN105480037B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 飞行车控制方法、系统和飞行车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105480037B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019052141A1 (zh) * 2017-09-12 2019-03-21 深圳光启合众科技有限公司 一种用于飞行汽车的操作系统
CN113998123A (zh) * 2021-10-09 2022-02-01 广东汇天航空航天科技有限公司 动力系统、可飞行装置以及动力控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6745977B1 (en) * 2003-08-21 2004-06-08 Larry D. Long Flying car
CN101535123A (zh) * 2005-11-01 2009-09-16 城市航空公司 顶部和底部流动
CN102707725A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 桂林飞宇电子科技有限公司 固定翼自动导航飞行控制系统及其使用方法
CN103600632A (zh) * 2013-11-25 2014-02-26 中国南方航空工业(集团)有限公司 飞行汽车
CN104494818A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 吉林大学 新型四旋翼两栖机器人
WO2015093728A1 (ko) * 2013-12-19 2015-06-25 양병일 헬리콥터식 비행자동차

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6745977B1 (en) * 2003-08-21 2004-06-08 Larry D. Long Flying car
CN101535123A (zh) * 2005-11-01 2009-09-16 城市航空公司 顶部和底部流动
CN102707725A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 桂林飞宇电子科技有限公司 固定翼自动导航飞行控制系统及其使用方法
CN103600632A (zh) * 2013-11-25 2014-02-26 中国南方航空工业(集团)有限公司 飞行汽车
WO2015093728A1 (ko) * 2013-12-19 2015-06-25 양병일 헬리콥터식 비행자동차
CN104494818A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 吉林大学 新型四旋翼两栖机器人

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019052141A1 (zh) * 2017-09-12 2019-03-21 深圳光启合众科技有限公司 一种用于飞行汽车的操作系统
CN113998123A (zh) * 2021-10-09 2022-02-01 广东汇天航空航天科技有限公司 动力系统、可飞行装置以及动力控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105480037B (zh) 2017-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103383571B (zh) 一种非对称四旋翼无人机及其控制方法
CN110001973B (zh) 轻型固定翼无人机的混合动力推进系统与控制方法
CN104044734A (zh) 具有可倾斜机翼和旋翼的多旋翼无人机及控制系统和方法
CN204916182U (zh) 高速垂直起降飞机
CN205327411U (zh) 一种复合翼飞行器
CN103303083A (zh) 用于载具的航行系统、具有该航行系统的载具和飞行汽车
CN110466297A (zh) 一种飞行汽车及飞行汽车控制方法
CN109711008A (zh) 一种飞机重心包线计算方法
CN106477033A (zh) 高速混合式多旋翼飞行器
CN106828941A (zh) 无人机定点着陆系统及方法
CN102133847A (zh) 飞行汽车
CN105480037A (zh) 飞行车控制方法、系统和飞行车
CN108016604A (zh) 一种襟翼控制系统中超控模态的控制方法
CN105329448A (zh) 一种垂直起降无人机油电混合动力系统
CN205076036U (zh) 飞行器
CN205221109U (zh) 多轴载人飞行器
CN207190692U (zh) 一种四涵道垂直起降飞行汽车
CN205905685U (zh) 垂直起降飞行汽车
CN204489180U (zh) 一种共轴式双旋翼双涵道飞行器
CN111959742A (zh) 一种车轮与涵道共用的陆空无人车
CN109353176B (zh) 一种飞行体验三轮车
CN103909796A (zh) 垂直升降飞行汽车
CN114779766B (zh) 一种自主避障陆空两栖装置及其控制方法
CN206619027U (zh) 飞行器的控制装置及系统
CN206218223U (zh) 一种多形态无人机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 412002 Dong Jiaduan, Zhuzhou, Hunan

Patentee after: China Hangfa South Industrial Co. Ltd.

Address before: 412002 Dong Jiaduan, Zhuzhou, Hunan

Patentee before: China Southern Airlines Industry (Group) Co., Ltd.