CN110045748A - 飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质。方法包括：获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号，当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号，实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度，根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数，根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。在飞行器被干扰的情况下，通过干扰控制参数以及干扰后的飞行速度得到目标控制参数，并通过目标控制参数来控制飞行器，可以提高飞行器控制的准确性。

Description

飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

飞行器在飞行的时候往往是通过控制器来控制的。控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线，以及改变电路中电阻值来控制飞行器的启动、调速的主令装置。控制器在实行控制功能的时候，需要通过调整控制器中包含的多个参数，从而实现对飞行器的控制。然而，传统的对飞行器的控制方法存在控制不准确的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质，可以提高飞行器控制的准确性。

一种飞行器控制方法，所述方法包括：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

在其中一个实施例中，所述获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号，包括：

获取飞行器在稳定状态下的目标速度和目标高度；

根据所述目标速度以及所述目标高度计算对应的初始控制参数；

根据所述目标速度、所述目标高度以及所述控制器参数获取对应的所述初始控制信号。

在其中一个实施例中，所述根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，包括：

获取与所述干扰控制参数所对应的性能指标；

根据所述干扰控制参数以及所述干扰后的飞行速度，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数；

获取与所述性能指标函数对应的优化条件；

根据所述优化条件对所述性能指标函数中的干扰控制参数进行优化，得到所述目标控制参数。

在其中一个实施例中，所述根据所述干扰控制参数以及所述干扰后的飞行速度，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数，包括：

获取与所述干扰控制参数对应的函数模型；

根据所述干扰后的飞行速度以及实时检测的所述飞行器的飞行速度，计算出与所述干扰控制参数对应的性能指标值；

根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数；

根据所述函数系数以及所述函数模型，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数。

在其中一个实施例中，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

获取与所述函数模型对应的预设的初始值，以及与所述函数模型对应的预设的收敛阈值；

根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算所述函数模型对应的标准值；

当所述标准值与所述预设的初始值之间的差值小于所述预设的收敛阈值时，将所述初始值作为所述函数模型中的函数系数。

在其中一个实施例中，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

当所述性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标时，根据所述函数模型得到与所述干扰控制参数对应的基函数；

对所述干扰控制参数对应的基函数进行线性叠加，得到与所述性能指标对应的参数表达式；

根据所述干扰控制参数以及所述参数表达式，计算得到所述函数模型中的函数系数。

在其中一个实施例中，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

当所述性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标时，获取所述函数模型中的峰值时间点和稳态时间点；

随机获取所述函数模型中某一时间点的时间误差值；

根据所述时间误差值、所述峰值时间点以及所述稳态时间点，计算得到所述函数模型中的函数系数。

一种飞行器控制装置，所述装置包括：

初始控制信号获取模块，用于获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

叠加控制信号获取模块，用于当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

飞行速度获取模型，用于实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

干扰控制参数获取模块，用于根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

飞行器控制模块，用于根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

上述飞行器控制方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号，当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号，实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度，根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数，根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。在飞行器被干扰的情况下，计算机设备通过干扰控制参数以及干扰后的飞行速度计算得到目标控制参数，并通过目标控制参数来控制飞行器，可以提高飞行器控制的准确性，进而提高飞行器控制的安全性。

附图说明

图1为一个实施例中飞行器控制方法的应用环境图；

图2为一个实施例中飞行器控制方法的流程示意图；

图3为另一个实施例中飞行器控制方法的流程示意图；

图4为一个实施例中飞行器控制的整体架构图；

图5为一个实施例中飞行器控制装置的结构框图；

图6为另一个实施例中飞行器控制装置的结构框图；

图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的飞行器控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。该应用环境包括了飞行器110，其中，飞行器110中可以集成有控制器120。控制器120可以获取飞行器110在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号。控制器120可以对飞行器110是否接收到干扰信号进行检测，当控制器120检测到对飞行器110的干扰控制信号时，控制器120可以获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号。控制器120可以实时监测飞行器110的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度，控制器120可以根据干扰后的飞行速度得到飞行器110在干扰状态下的干扰控制参数。控制器120可以根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器110。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种飞行器控制方法，包括以下步骤：

步骤202，获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号。

飞行器可以是旋翼飞行器，例如，双翼飞行器、四旋翼飞行器等。旋翼飞行器可以是有螺旋桨且螺旋桨呈十字形交叉的飞行器。初始控制参数可以是控制器在控制飞行器处于稳定状态时的参数，初始控制参数可以是p(比例，proportion)、i(积分，integral)、d(微分，differential)等参数，其中，p用于表示控制器中内环或者外环的比例；i可以用于表示控制器中内环或者外环的积分；d可以用于表示控制器中内环的微分系数。初始控制信号可以是控制器为了控制飞行器处于稳定状态所产生的电压信号或者电流信号。

飞行器处于稳定状态时，会产生在稳定状态下的初始控制参数，初始控制参数可以对应有初始控制信号，初始控制信号可以用于控制飞行器处于稳定状态。计算机设备可以获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号。

步骤204，当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号。

干扰控制信号可以是外界对飞行器进行干扰，飞行器所产生的信号，还可以是飞行器自身所产生的信号。干扰控制信号可以是一个随机信号，用于干扰飞行器。其中，外界对飞行器进行干扰的干扰因素较多，例如，刮风、下雨、建筑物等都可以对飞行器产生干扰。飞行器自身所产生的干扰控制信号可以是预先设置好的，当检测到飞行器处于稳定状态时所产生的干扰控制信号。

计算机设备可以对飞行器是否接收到干扰控制信号进行检测。当检测到飞行器对飞行器的干扰控制信号时，计算机设备可以获取检测到的干扰控制信号，并将干扰控制信号与初始控制信号进行叠加，生成叠加控制信号。其中，生成的叠加控制信号可以是电压信号或者电流信号，在此不做限定。生成的叠加控制信号可以用于改变飞行器中螺旋桨的转速。

步骤206，实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度。

计算机设备可以对飞行器的飞行速度进行实时监测。具体的，计算机设备可以通过速度传感器对飞行器的飞行速度进行检测。由于生成的叠加控制信号可以用于改变飞行器中螺旋桨的转速，计算机设备可以得到飞行器在被干扰时速度的变化情况。计算机设备可以根据生成的叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度。例如，计算机设备实时监测到的飞行器的飞行速度是4m/s，在检测到对飞行器的干扰控制信号时，计算机设备可以根据生成的叠加控制信号得到飞行器中螺旋桨的转速从6转/s变为5转/s，从而根据转速5转/s和飞行速度4m/s，得到飞行器干扰后的飞行速度为3.5m/s。

其中，干扰后的飞行速度可以通过不同的算法模型计算得到，算法模型可以是线性函数模型、神经网络模型等。

步骤208，根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数。

干扰控制参数可以是飞行器处于干扰状态时的p、i、d等参数。计算机设备在得到干扰后的飞行速度后，可以根据干扰后的飞行速度计算出飞行器在干扰状态下的干扰控制参数。

步骤210，根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。

目标控制参数可以是经过计算机设备优化调整后的参数。目标控制参数可以用于控制被干扰后的飞行器处于安全状态。具体的，安全状态可以是飞行器不跌落的状态、飞行器无异常的加速或者减速的状态等，在此不做限定。

计算机设备在得到干扰控制参数后，可以根据干扰控制参数和干扰后的飞行速度来获取目标控制参数。计算机设备可以根据目标控制参数控制飞行器处于安全状态。

在本实施例中，计算机设备通过获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号，当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号，实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度，根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数，根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。在飞行器被干扰的情况下，计算机设备通过干扰控制参数以及干扰后的飞行速度计算得到目标控制参数，并通过目标控制参数来控制飞行器，可以提高飞行器控制的准确性，进而提高飞行器控制的安全性。

在一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括获取初始控制参数以及初始控制信号的过程，具体包括：获取飞行器在稳定状态下的目标速度和目标高度；根据目标速度以及目标高度计算对应初始控制参数；根据目标速度、目标高度以及初始控制参数获取对应的初始控制信号。

目标速度和目标高度可以是用户通过计算机设备输入的两个具体的数值，例如，目标速度可以是5m/s，目标高度可以是20m。计算机设备可以获取用户输入的目标速度和目标高度，并根据获取到的目标速度和目标高度计算得到初始控制参数。其中，初始控制参数可以分为内环初始控制参数和外环初始控制参数，内环初始控制参数可以包含有p、i、d等参数，外环初始控制参数可以包含有p、i等参数。

计算机设备在获取到目标速度和目标高度后，可以根据目标速度和目标高度计算出飞行器对应的起飞升力和积分时间。接着，计算机设备可以根据飞行器对应的起飞升力和积分时间，以及预先设置好的控制参数对应的计算公式，计算出内环初始控制参数。

内环初始控制参数对应的计算公式为：p_in·e_vmax＝0.2TH_b、d_in＝0。这三个等式中，p_in为内环的比例，i_in为内环的积分，d_in为内环的微分系数，e_vmax可以是控制器的速度误差限幅，TH_b为飞行器的起飞升力，起飞升力可以与飞行器的重力相等，t₀为积分时间，积分时间可以让飞行器缓慢的消除积分误差，积分时间可以设置为30s。

外环初始控制参数对应的计算公式为：p_out·e_pmax＝0.2Aim_vmax、这两个等式中，p_out为外环的比例，i_out为外环的积分系数，e_pmax是外环控制的位置误差最大限幅，Aim_vmax是外环输出的最大目标速度，也就是要求飞行器运动的最大爬升速度，t₀为积分时间，积分时间可以让飞行器缓慢的消除积分误差，积分时间可以设置为30s。

计算机设备可以根据计算公式计算出与目标高度和目标速度对应的初始控制参数。计算机设备可以根据目标速度、目标高度以及初始控制参数获取对应的初始控制信号，即，计算机设备可以通过初始控制信号控制飞行器的速度达到目标速度、控制飞行器的高度达到目标高度、控制飞行器的控制参数为初始控制参数。

在本实施例中，计算机设备通过获取飞行器在稳定状态下的目标速度和目标高度，根据目标速度以及目标高度计算对应初始控制参数，根据目标速度、目标高度以及初始控制参数获取对应的初始控制信号。计算机设备通过目标速度和目标高度计算出对应的初始控制参数，并获取对应的初始控制信号，可以使获取到的初始控制参数以及初始控制信号更加准确。

在一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括获取目标控制参数的过程，具体包括：获取与干扰控制参数所对应的性能指标；根据干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出与性能指标对应的性能指标函数；根据性能指标函数得到目标控制参数。

干扰控制参数可以分为内环干扰控制参数和外环干扰控制参数，内环干扰控制参数可以包含有p、i、d等参数，外环干扰控制参数可以包含有p、i等参数。性能指标可以是超调量、时间偏差、误差积分等指标，其中，内环干扰控制参数对应的性能指标可以是超调量和时间偏差，外环干扰控制参数对应的性能指标可以是时间偏差和误差积分。

计算机设备获取到干扰控制参数之后，可以判断获取到的干扰控制参数是内环干扰控制参数还是外环干扰控制参数。当获取到的是内环干扰控制参数时，计算机设备可以获取与内环干扰控制参数对应的超调量和时间偏差的性能指标；当获取到的是外环干扰控制参数时，计算机设备可以获取与外环干扰控制参数对应的时间偏差和误差积分的性能指标。

计算机设备可以获取与性能指标对应的性能指标函数，当性能指标为超调量时，计算机设备获取到的性能指标函数可以是线性回归函数；当性能指标为时间偏差时，计算机设备获取到的性能指标函数可以是非线性回归函数；当性能指标为误差积分时，计算机设备获取到的性能指标函数可以是线性回归函数。计算机设备可以根据获取到的干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出与性能指标对应的性能指标函数，计算机设备可以从性能指标函数中得到目标控制参数。其中，目标控制参数可以用于控制飞行器，目标控制参数可以分为内环目标控制参数和外环目标控制参数，内环目标控制参数可以包含有p、i、d等参数，外环目标控制参数可以包含有p、i等参数。

在另一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括得到目标控制参数的过程，具体过程包括：获取与性能指标函数对应的优化条件；根据优化条件对性能指标函数中的干扰控制参数进行优化，得到目标控制参数。

优化条件可以包含有超调量优化条件、时间优化条件以及误差积分优化条件。优化条件可以用函数来表示。其中，内环的性能指标函数所对应的优化条件可以是超调量优化条件和时间优化条件；外环的性能指标函数所对应的优化条件可以是时间优化条件和误差积分优化条件。

内环的超调量优化条件用函数表达式来表示为：subjecttoe_over＝z(P_in,I_in,D_in)＜0.1r_p，其中，超调误差e_over作为优化的限制函数，要求控制的超调量不超过10％的超调误差，如此获得的内环性能指标函数可以尽可能保证内环响应速度快，并且控制性能具备一定的安全性。内环的时间优化条件用函数表达式来表示为：min t_stable＝w(P_in,I_in,D_in)，其中，由于要求内环对于速度的响应比较快，这里主要使到达稳态的时间t_stable最小。

外环的时间优化条件用函数表达式来表示为：min t_stable＝y(P_out,I_out)，对于外环来说，仍然要求控制的响应时间t_stable尽可能小。外环的误差积分优化条件用函数表达式来表示为：其中，误差平方累计的限制条件是这样可以使超调量、镇定过程抖动少的情况下进行快速响应。

在一个实施例中，计算机设备使用外环的误差积分优化条件以及外环的时间优化条件来对性能指标函数中的干扰参数进行优化，得到目标控制参数的过程为：计算机设备可以将获取的初始控制参数来作为初始值，计算机设备可以获取预先设置好的步长以及预先设置好的收敛阈值，并使用迭代算法计算得到飞行器被干扰后的多组干扰控制参数。计算机设备可以通过线性回归模型得到时间优化条件和误差积分优化条件对应的性能指标函数，计算机设备可以利用性能指标函数以及两个优化条件，得到控制参数，如果控制参数的变化率在预先设置好的收敛阈值内，计算机设备可以退出迭代算法，并将控制参数作为目标控制参数。

在本实施例中，计算机设备通过获取与性能指标函数对应的优化条件，根据优化条件对性能指标函数中的干扰控制参数进行优化，得到目标控制参数。计算机设备通过使用优化条件对性能指标函数中的干扰控制参数进行优化得到目标控制参数，可以使得到的目标控制参数更加准确，从而使得飞行器的控制更加便捷安全。

在一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括计算性能指标函数的过程，具体过程包括：获取与干扰控制参数对应的函数模型；根据干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出函数模型中的函数系数；根据函数系数以及函数模型，计算出与性能指标对应的性能指标函数。

计算机设备可以根据干扰控制参数获取到的对应的函数模型，其中，内环超调量对应的干扰控制参数所对应的函数模型可以是线性回归模型；内环时间偏差对应的干扰控制参数对对应的函数模型可以是非线性回归模型；外环时间偏差对应的干扰控制参数对对应的函数模型可以是非线性回归模型；外环误差积分对应的干扰控制参数对对应的函数模型可以是线性回归模型。

计算机设备可以将干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，代入到获取的函数模型中，从而计算出函数模型中的函数系数。计算机设备可以将获取到的函数系数带入到函数模型中，从而计算出与性能指标对应的性能指标函数。

在本实施例中，计算机设备通过获取与干扰控制参数对应的函数模型，根据干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出函数模型中的函数系数，根据函数系数以及函数模型，计算出与性能指标对应的性能指标函数。计算机设备通过计算出函数模型中的函数系数，从而得到与性能指标对应的性能指标函数，计算机设备根据获取到的干扰控制参数以及干扰后的飞行速度来计算得到性能指标函数，可以使得到的性能指标函数更加精确。

在一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括计算函数模型中的函数系数的过程，具体过程包括：根据干扰后的飞行速度以及实时检测的飞行器的飞行速度，计算出与干扰控制参数对应的性能指标值；根据性能指标值以及干扰控制参数，计算出函数模型中的函数系数。

计算机设备可以计算出获取的干扰后的飞行速度与实时检测的飞行器的飞行速度之间的差异速度，计算机设备可以根据差异速度计算出与干扰控制参数对应的性能指标值。其中，与内环干扰控制参数对应的性能指标值可以是超调量的值、时间偏差的值；与外环干扰控制参数对应的性能指标值可以是时间偏差的值、误差积分的值。

计算机设备可以将获取到的性能指标值与干扰控制参数输入至函数模型相应的位置中，从而计算出函数模型中的函数系数。

在本实施例中，计算机设备通过根据干扰后的飞行速度以及实时检测的飞行器的飞行速度，计算出与干扰控制参数对应的性能指标值，根据性能指标值以及干扰控制参数，计算出函数模型中的函数系数。计算机设备根据干扰前后飞行器的飞行速度来计算性能指标值，进而计算出函数模型中的函数系数，可以使得计算出的函数系数更符合飞行器的飞行状态，从而提高飞行器的控制精度。

在另一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括计算函数模型中的函数系数的过程，具体过程包括：获取与函数模型对应的预设的初始值，以及与函数模型对应的预设的收敛阈值；根据性能指标值以及干扰控制参数，计算函数模型对应的标准值；当标准值与预设的初始值之间的差值小于预设的收敛阈值时，将初始值作为函数模型中的函数系数。

计算机设备获取到的函数模型是与时间偏差性能指标对应的函数模型时，计算机设备可以判断该函数模型是内环性能指标对应的函数模型，还是外环性能指标对应的函数模型。当计算机设备获取到的是内环性能指标对应的函数模型时，该函数模型为非线性回归函数模型，函数模型对应的函数表达式可以是：在该函数模型对应的函数表达式中，需要计算的函数系数为β和η。

计算机设备可以获取与函数模型对应的预设的初始值，其中，预设的初始值可以是需要计算的函数系数的向量值，例如，预设的初始值为r¹＝[β¹；η¹]。计算机设备可以获取预设的收敛阈值，预设的收敛阈值可以用于表示需要计算的函数系数的阈值，预设的收敛阈值可以是ε。其中，预设的初始值对应的函数模型可以为假设模型w^k。

计算机设备可以根据性能指标值以及干扰控制参数，计算函数模型对应的标准值。具体的，计算机设备可以采用高斯牛顿算法来计算出函数系数。计算机设备可以根据干扰控制参数、性能指标值以及预设的初始值，计算出残差向量，计算出的残差向量可以是计算机设备可以计算出假设模型w^k关于系数向量r的雅可比矩阵J^k。计算机设备可以根据方程式r-r^k＝-(J^kTJ^k)^-1J^kTJ^kr^k，计算出函数模型对应的标准值r^k+1。

计算机设备在计算出函数模型对应的标准值后，可以计算出标准值与预设的初始值之间的差值。具体的，计算机设备计算出的标准值为r^k+1，预设的初始值为r^k，计算机设备计算出的标准值与预设的初始值之间的差值为r^k+1-r^k。计算机设备可以将计算出的差值与预设的收敛阈值进行比较，并得到比较结果。当计算机设备得到的比较结果为计算出的差值小于预设的收敛阈值时，计算机设备可以将初始值作为函数模型中的函数系数。例如，计算机设备得到的比较结果为||r^k+1-r^k||＜ε时，计算机设备可以将预设的初始值r¹＝[β¹；η¹]中的β¹和η¹分别作为函数模型中的系数β和系数η。当计算机设备得到的比较结果为计算出的差值不小于预设的收敛阈值时，计算机设备可以返回计算残差向量，进而计算雅可比矩阵，得到标准值与预设的初始值之间的差值的步骤，直到计算出的差值小于预设的收敛阈值为止。

当计算机设备获取到的是外环性能指标对应的函数模型时，该函数模型为非线性回归函数模型，函数模型对应的函数表达式可以是：与内环性能指标对应的函数模型一致，计算机设备可以通过高斯牛顿算法计算出外环性能指标对应的函数模型中的函数系数，在此不再赘述。

在本实施例中，计算机设备通过获取与函数模型对应的预设的初始值，以及与函数模型对应的预设的收敛阈值，根据性能指标值以及干扰控制参数，计算函数模型对应的标准值，当标准值与预设的初始值之间的差值小于预设的收敛阈值时，将初始值作为函数模型中的函数系数。计算机设备通过获取预设的初始值以及预设的收敛阈值，对函数模型中的函数系数进行计算，可以使计算出的函数系数更加准确。

在又一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括计算函数模型中的函数系数的过程，具体过程包括：当性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标时，根据函数模型得到与干扰控制参数对应的基函数；对干扰控制参数对应的基函数进行线性叠加，得到与性能指标对应的参数表达式；根据干扰控制参数以及参数表达式基函数，计算得到函数模型中的函数系数。

计算机设备可以判断性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标，还是外环控制系统的性能指标。当计算机设备判断出为内环控制系统的性能指标时，计算机设备获取到的函数模型为线性回归函数模型，对应的函数表达式可以是：其中，P_in,I_in,D_in为干扰控制参数，e_over为内环控制系统的性能指标超调量。计算机设备可以根据函数表达式得到基函数f_i，基函数f_i中可以包含有多项式、对数和指数函数。计算机设备可以对获取到的多个干扰控制参数继续宁线性叠加得到多个超调量e_over，从而获取到多个基函数。得到的多个数据用矩阵表示的参数表达式为：

其中，E、F、a之间的关系为E＝Fa，计算机设备可以计算出基函数的系数a。具体的，计算机设备可以根据最小二乘法计算出基函数的系数a，a＝(F^TF)^-1F^TE。

在本实施例中，当性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标时，计算机设备根据函数模型得到与干扰控制参数对应的基函数，对干扰控制参数对应的基函数进行线性叠加，得到与性能指标对应的参数表达式，根据干扰控制参数以及参数表达式基函数，计算得到函数模型中的函数系数。通过线性叠加以及最小二乘法等算法计算出函数系数，提高了函数系数的精确性。

在再一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括计算函数模型中的函数系数的过程，具体过程包括：当性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标时，获取函数模型中的峰值时间点和稳态时间点；随机获取函数模型中某一时间点的时间误差值；根据时间误差值、峰值时间点以及稳态时间点，计算得到函数模型中的函数系数。

计算机设备判断出性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标，具体的，外环控制系统的性能指标可以是误差积分。其中，误差积分可以通过下列公式计算得到：其中，e(k,P_out,I_out)＝r_p(k)-p(k)可以用于表示使用某一组干扰控制参数进行位置的阶跃响应的过程中某一离散时间点上的控制误差。

性能指标为误差积分时对应的函数模型可以是线性回归模型，该函数模型的函数表达式可以是：计算机设备可以获取函数模型中峰值时间点作为误差积分的积分起始时间，获取函数模型中的稳态时间点作为误差积分的积分结束时间，计算机设备可以根据公式计算出函数模型中某一时间点的时间误差值，即e(k,P_out,I_out)＝r_p(k)-p(k)，计算机设备可以根据时间误差值、峰值时间点以及稳态时间点，计算出函数模型中的函数系数a。

在本实施例中，当性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标时，计算机设备通过获取函数模型中的峰值时间点和稳态时间点，随机获取函数模型中某一时间点的时间误差值，根据时间误差值、峰值时间点以及稳态时间点，计算得到函数模型中的函数系数。计算机设备通过函数模型中的时间点以及某一时间点的时间误差值计算出函数系数，提高了函数系数的准确性。

在一个实施例中，提供的一种飞行器控制方法还可以包括判断目标控制参数是否符合标准的过程，具体过程包括：计算目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数；当差异参数小于参数阈值时，将目标控制参数作为初始控制参数，并返回执行获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号的步骤。

计算机设备在获取目标控制参数后，可以根据目标控制参数控制飞行器。计算机设备可以计算出目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数，计算机设备可以根据计算出的差异参数判断出飞行器被干扰前后的不同。参数阈值可以是用户通过计算机设备设置好的，用于表示飞行器最终需要到达的被干扰状态所对应的参数。

计算机设备可以将获取到的差异参数与参数阈值进行比较，并得到比较结果。当计算机设备得到的比较结果为差异参数小于参数阈值时，计算机设备可以将目标控制参数作为初始控制参数，并返回执行获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号，获取叠加控制信号，根据叠加控制信号得到被干扰后的飞行速度，进而得到干扰控制参数，并根据干扰控制参数和干扰后的飞行速度得到目标控制参数的步骤，直到目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数不小于参数阈值为止。

在本实施例中，计算机设备通过计算目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数，当差异参数小于参数阈值时，将目标控制参数作为初始控制参数，并返回执行获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号的步骤。当目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数小于参数阈值时，计算机设备通过循环获取目标控制参数，直到标控制参数与初始控制参数之间的差异参数不小于参数阈值为止，计算机设备可以多次获取干扰控制信号以及干扰控制参数，可以提高最终获取的目标控制参数的准确性，从而提高对飞行器控制的精度。

如图3所示，在一个实施例中，计算机设备在根据目标控制参数控制飞行器时，可以通过传感器对飞行器的飞行状态进行检测。当飞行器对应的干扰后的飞行速度、干扰后的飞行高度中的至少一种不符合规定飞行速度、规定飞行高度时，计算机设备可以关闭干扰控制信号，使飞行器重新达到稳定状态。如图3所示，提供的一种飞行器控制方法还可以包括以下步骤：

步骤302，计算机设备可以判断飞行器的飞行状态是否符合规定状态。具体的，计算机设备可以判断飞行器对应的干扰后的飞行速度、干扰后的飞行高度中的至少一种是否符合规定飞行速度、规定飞行高度。当计算机设备判断出飞行器的飞行状态符合规定状态时，可以执行步骤310；当计算机设备判断出飞行器的飞行状态不符合规定状态时，可以执行步骤304。

步骤304，计算机设备可以获取干扰控制信号。

步骤306，计算机设备可以开环控制，生成叠加控制信号。

步骤308，计算机设备可以判断飞行器是否处于危险状态，当飞行器处于危险状态时，执行步骤310；当飞行器未处于危险状态时，执行步骤306。

步骤310，计算机设备可以关闭干扰控制信号，采用闭环控制。执行完步骤310后，计算机设备可以再次执行步骤302。

在一个实施例中，如图4所示，计算机设备可以获取输入的目标高度p(k)，计算机设备可以将目标高度p(k)输入到高度控制器PI中。飞行器上设置有传感器，用于检测飞行器的飞行高度和飞行速度。计算机设备可以将传感器采集的到的飞行器的实时高度输入到高度控制器PI中，高度控制器PI可以根据实时高度与目标高度p(k)之间的差距对飞行器的高度进行控制。计算机设备可以获取输入的目标速度v(k)，并通过传感器获取飞行器的实时速度计算机设备可以将获取到的目标速度v(k)以及实时速度驶入到速度控制器PID中，速度控制器PID可以根据目标速度v(k)与实时速度之间的差距对飞行器的速度进行控制。

计算机设备可以获取与目标高度以及目标速度所对应的初始控制信号，计算机设备可以根据初始控制信号控制飞行器。当计算机设备检测到对飞行器的干扰控制信号时，计算机设备可以获取初始控制信号与干扰控制信号叠加得到叠加控制信号u(k)。计算机设备可以根据获取到的实时速度以及叠加控制信号u(k)计算得到飞行器干扰后的飞行速度，计算机设备可以根据干扰后的飞行速度得到干扰控制参数。计算机设备可以根据干扰后的飞行速度以及干扰控制参数获取目标控制参数，其中，内环对应的目标控制参数可以是内层参数，外环对应的目标控制参数可以是外层参数。

应该理解的是，虽然上述各个流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，生疏各个流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种飞行器控制装置，包括：初始控制信号获取模块510、叠加控制信号获取模块520、飞行速度获取模型530、干扰控制参数获取模块540和飞行器控制模块550，其中：

初始控制信号获取模块510，用于获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号。

叠加控制信号获取模块520，用于当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号。

飞行速度获取模型530，用于实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度。

干扰控制参数获取模块540，用于根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数。

飞行器控制模块550，用于根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。

在一个实施例中，初始控制信号获取模块510还用于获取飞行器在稳定状态下的目标速度和目标高度；根据目标速度以及目标高度计算对应的初始控制参数；根据目标速度、目标高度以及控制器参数获取对应的初始控制信号。

在一个实施例中，飞行器控制模块550还用于获取与干扰控制参数所对应的性能指标；根据干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出与性能指标对应的性能指标函数；根据性能指标函数得到目标控制参数。

在一个实施例中，飞行器控制模块550还用于获取与性能指标函数对应的优化条件；根据优化条件对性能指标函数中的干扰控制参数进行优化，得到目标控制参数。

如图6所示，在一个实施例中，飞行器控制模块550中可以包含有

函数模型获取模块552，用于获取与干扰控制参数对应的函数模型。

函数系数计算模块554，用于根据干扰控制参数以及干扰后的飞行速度，计算出函数模型中的函数系数。

性能指标函数获取模块556，用于根据函数系数以及函数模型，计算出与性能指标对应的性能指标函数。

在一个实施例中，函数系数计算模块554还用于根据干扰后的飞行速度以及实时检测的飞行器的飞行速度，计算出与干扰控制参数对应的性能指标值；根据性能指标值以及干扰控制参数，计算出函数模型中的函数系数。

在一个实施例中，函数系数计算模块554还用于获取与函数模型对应的预设的初始值，以及与函数模型对应的预设的收敛阈值；根据性能指标值以及干扰控制参数，计算函数模型对应的标准值；当标准值与预设的初始值之间的差值小于预设的收敛阈值时，将初始值作为函数模型中的函数系数。

在一个实施例中，函数系数计算模块554还用于当性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标时，根据函数模型得到与干扰控制参数对应的基函数；对干扰控制参数对应的基函数进行线性叠加，得到与性能指标对应的参数表达式；根据干扰控制参数以及参数表达式，计算得到函数模型中的函数系数。

在一个实施例中，函数系数计算模块554还用于当性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标时，获取函数模型中的峰值时间点和稳态时间点；随机获取函数模型中某一时间点的时间误差值；根据时间误差值、峰值时间点以及稳态时间点，计算得到函数模型中的函数系数。

在一个实施例中，飞行器控制装置还可以包括循环模块，用于计算目标控制参数与初始控制参数之间的差异参数；当差异参数小于参数阈值时，将目标控制参数作为初始控制参数，并返回执行获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号的步骤。

关于飞行器控制装置的具体限定可以参见上文中对于飞行器控制方法的限定，在此不再赘述。上述飞行器控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是控制端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种飞行器控制方法。该计算机设备的输入装置可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对飞行器的干扰控制信号时，获取初始控制信号和干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测飞行器的飞行速度，根据叠加控制信号和飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据干扰后的飞行速度得到飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据干扰后的飞行速度和干扰控制参数获取目标控制参数，并根据目标控制参数控制飞行器。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种飞行器控制方法，所述方法包括：

获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号，包括：

获取飞行器在稳定状态下的目标速度和目标高度；

根据所述目标速度以及所述目标高度计算对应的初始控制参数；

根据所述目标速度、所述目标高度以及所述控制器参数获取对应的所述初始控制信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，包括：

获取与所述干扰控制参数所对应的性能指标；

根据所述干扰控制参数以及所述干扰后的飞行速度，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数；

获取与所述性能指标函数对应的优化条件；

根据所述优化条件对所述性能指标函数中的干扰控制参数进行优化，得到所述目标控制参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述干扰控制参数以及所述干扰后的飞行速度，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数，包括：

获取与所述干扰控制参数对应的函数模型；

根据所述干扰后的飞行速度以及实时检测的所述飞行器的飞行速度，计算出与所述干扰控制参数对应的性能指标值；

根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数；

根据所述函数系数以及所述函数模型，计算出与所述性能指标对应的性能指标函数。

5.根据所述权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

获取与所述函数模型对应的预设的初始值，以及与所述函数模型对应的预设的收敛阈值；

根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算所述函数模型对应的标准值；

当所述标准值与所述预设的初始值之间的差值小于所述预设的收敛阈值时，将所述初始值作为所述函数模型中的函数系数。

6.根据所述权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

当所述性能指标值对应的性能指标为内环控制系统的性能指标时，根据所述函数模型得到与所述干扰控制参数对应的基函数；

对所述干扰控制参数对应的基函数进行线性叠加，得到与所述性能指标对应的参数表达式；

根据所述干扰控制参数以及所述参数表达式，计算得到所述函数模型中的函数系数。

7.根据所述权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述性能指标值以及所述干扰控制参数，计算出所述函数模型中的函数系数，包括：

当所述性能指标值对应的性能指标为外环控制系统的性能指标时，获取所述函数模型中的峰值时间点和稳态时间点；

随机获取所述函数模型中某一时间点的时间误差值；

根据所述时间误差值、所述峰值时间点以及所述稳态时间点，计算得到所述函数模型中的函数系数。

8.一种飞行器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

初始控制信号获取模块，用于获取飞行器在稳定状态下的初始控制参数以及与所述初始控制参数对应的初始控制信号；

叠加控制信号获取模块，用于当检测到对所述飞行器的干扰控制信号时，获取所述初始控制信号和所述干扰控制信号叠加得到的叠加控制信号；

飞行速度获取模型，用于实时检测所述飞行器的飞行速度，根据所述叠加控制信号和所述飞行速度得到干扰后的飞行速度；

干扰控制参数获取模块，用于根据所述干扰后的飞行速度得到所述飞行器在干扰状态下的干扰控制参数；

飞行器控制模块，用于根据所述干扰后的飞行速度和所述干扰控制参数获取目标控制参数，并根据所述目标控制参数控制所述飞行器。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。