CN109018309A - 一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行控制技术领域，公开了一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法。具体包括以下过程：步骤1，无人机离地时打开积分开关，积分器根据滚转角速率和滚转角速率偏差进行积分，直至消除偏差获取积分值；步骤2，根据积分值获得积分输出；步骤3，将限速指令加入到积分输出获得副翼指令，副翼指令传输给无人机。本发明的技术方案通过在飞机滚转角速率回路增加滚转角速率积分项来抑制飞机由于螺旋桨和双发推力不一致产生的不对称性，一方面滚转角速率积分保证了横向自动配平的快速性；另一方面，针对螺旋桨和双发推力不一致并时刻变化的技术特点，滚转角速率积分项可自动调整积分值，起到很好的自动配平效果。

Description

一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，尤其是一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法。

背景技术

螺旋桨发动机作为当前低速无人机的常用动力配置，由于螺旋桨旋转产生的附加滚转气动力矩，导致飞机飞行时偏向螺旋桨旋转一侧，而螺旋桨转速随着飞行阶段的不同（爬升、平飞或下滑时），转速时刻变化，进而导致了该滚转气动力矩的时刻变化。特别地，对于双发螺旋桨飞机，空中当其中一台发动机停车时，发动机推力不对称客观上可能会加剧这一不对称性。这种不对称性容易造成飞机偏离预定航线，导致飞机无法对准跑道中心线，影响飞机的起飞着陆品质，严重时，甚至影响飞行安全。

传统的控制方法横向控制采用纯比例控制方式，螺旋桨和发动机推力不对称产生的附加力矩，由飞行员通过人工配平方式解决，人工配平不但增加了飞行员的操纵负担，而且精准度有待提高，容易出现配平过量或配平不足的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法。

本发明采用的技术方案如下：一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，具体包括以下过程：步骤1，无人机离地时打开积分开关，积分器根据滚转角速率和滚转角速率偏差进行积分，直至消除偏差获取积分值；步骤2，根据积分值获得积分输出；步骤3，将限速指令加入到积分输出获得副翼指令，副翼指令传输给无人机。

进一步的，所述步骤1的具体过程为：步骤11，无人机离地时，输入横向驾驶杆量、横向自动驾驶仪指令和滚转角速率，计算获取滚转角速率前向增益；步骤12，打开积分开关，根据滚转角速率前向增益计算滚转角速率积分增益；步骤13，将滚转角速率积分增益进行积分限幅，获取积分值；步骤14，重复步骤11-步骤14，直至消除滚转角速率和滚转角速率的偏差。

进一步的，所述双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法还包括放电过程，所述放电过程为：无人机接地时，积分开关关闭，积分器进行放电。

进一步的，所述放电过程具体为：无人机接地时，积分开关关闭，根据积分限幅后的积分值计算积分放电增益，积分放电增益输入到积分器进行放电。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的技术方案通过在飞机滚转角速率回路增加滚转角速率积分项来抑制飞机由于螺旋桨和双发推力不一致产生的不对称性，一方面滚转角速率积分保证了横向自动配平的快速性，一旦不对称最先产生滚转角速率，产生滚转角速率后自动配平立即起作用；另一方面，针对螺旋桨和双发推力不一致并时刻变化的技术特点，滚转角速率积分项可自动调整积分值，起到很好的自动配平效果。

本发明的横向自动配平控制方法可有效减轻飞行员操纵负担，即使在人工飞行时也可实现自动配平，保证了飞行员操纵的指向精准性和飞行轨迹的稳定性。起飞着陆阶段，本方法可有效防止飞机偏离跑道中心线，提升飞机的起飞着陆品质。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，具体包括以下过程：步骤1，无人机离地时打开积分开关，积分器根据滚转角速率和滚转角速率偏差进行积分，直至消除偏差获取积分值；步骤2，根据积分值获得积分输出；步骤3，将限速指令加入到积分输出获得副翼指令，副翼指令传输给无人机。本方法在飞机滚转角速率回路增加滚转角速率积分项，消除控制偏差，来抑制飞机由于螺旋桨和双发推力不一致产生的不对称性。

优选地，所述步骤1的具体过程为：步骤11，无人机离地时，输入横向驾驶杆量、横向自动驾驶仪指令和滚转角速率，横向驾驶杆量和横向自动驾驶指令可以知道滚转角速率指令，再结合滚转角速率，来计算获取滚转角速率前向增益；步骤12，打开积分开关，根据滚转角速率前向增益计算滚转角速率积分增益，使滚转角速率回路增加滚转角速率积分项；步骤13，将滚转角速率积分增益进行积分限幅，获取积分值；步骤14，重复步骤11-步骤14，直至消除滚转角速率和滚转角速率的偏差。

优选地，积分饱和后，积分要进行放电处理，所述双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法还包括放电过程，所述放电过程为：无人机接地时，积分开关关闭，根据积分限幅后的积分值计算积分放电增益，积分放电增益输入到积分器进行放电。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，其特征在于，具体包括以下过程：步骤1，无人机离地时打开积分开关，积分器根据滚转角速率和滚转角速率偏差进行积分，直至消除偏差获取积分值；步骤2，根据积分值获得积分输出；步骤3，将限速指令加入到积分输出获得副翼指令，副翼指令传输给无人机。

2.一如权利要求1所述的双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：步骤11，无人机离地时，输入横向驾驶杆量、横向自动驾驶仪指令和滚转角速率，计算获取滚转角速率前向增益；步骤12，打开积分开关，根据滚转角速率前向增益计算滚转角速率积分增益；步骤13，将滚转角速率积分增益进行积分限幅，获取积分值；步骤14，重复步骤11-步骤14，直至消除滚转角速率和滚转角速率的偏差。

3.一如权利要求2所述的双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，其特征在于，所述双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法还包括放电过程，所述放电过程为：无人机接地时，积分开关关闭，积分器进行放电。

4.一如权利要求3所述的双发螺旋桨无人机的横向自动配平控制方法，其特征在于，所述放电过程具体为：无人机接地时，积分开关关闭，根据积分限幅后的积分值计算积分放电增益，积分放电增益输入到积分器进行放电。