CN110304244A - 飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质 - Google Patents

飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质 Download PDF

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CN110304244A CN201910560519.8A CN201910560519A CN110304244A CN 110304244 A CN110304244 A CN 110304244A CN 201910560519 A CN201910560519 A CN 201910560519A CN 110304244 A CN110304244 A CN 110304244A
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Abstract

本发明公开了一种飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质。该方法包括：根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。通过上述技术方案，实现了全面调整驱动装置的工作参数以达到需要的目标力矩和/或目标力，提高飞行控制的灵活性。

Description

飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质
技术领域
本发明实施例涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质。
背景技术
近年来随着飞行器技术的逐渐成熟，无人机等飞行器在测绘、巡检、航拍等领域得到了广泛的应用。通过控制旋翼的转速可以调整旋翼对飞行器自身产生的力矩，结合空气流动产生的气动升力和气动阻力，最终可实现飞行控制。
现有的飞行器主要是依靠旋翼实现垂直起降，但旋翼仅用于提供垂直方向上的拉力，造成飞行控制量单一。受此限制，飞行器的飞行速度较为固定，只能高速或低速，而无法连续调节，也无法实现各个自由度上的速度的控制，因此其使用范围和场景也受到极大的限制。例如在侦查任务中，飞行器无法在跟随实时移动的目标时随之改变自身速度来保证追踪性能。
发明内容
本发明提供了一种飞行控制方法、装置、倾转翼飞行器及介质，以实现了全面调整驱动装置的工作参数以达到需要的目标力矩和/或目标力提高飞行控制的灵活性。
第一方面，本发明实施例提供了一种飞行控制方法，包括：
根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；
根据所述当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；
根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
进一步的，根据所述当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，包括：
根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和所述目标速度确定倾转翼飞行器的目标加速度；
根据所述目标加速度确定倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
进一步的，所述驱动装置的工作参数包括以下中的至少一种：垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度。
进一步的，根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，包括：
将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩；
根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速；
根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整巡航旋翼的转速；
根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整倾转翼的倾转角度；以及，
根据所述姿态力矩调整水平尾翼角度。
第二方面，本发明实施例提供了一种飞行控制装置，包括：
升力和阻力估计模块，用于根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；
目标参数确定模块，用于根据所述当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；
调整模块，用于根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
进一步的，所述目标参数确定模块，包括：
目标加速度确定单元，用于根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和所述目标速度确定倾转翼飞行器的目标加速度；
目标参数确定单元，用于根据所述目标加速度确定倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
进一步的，所述调整模块包括：
分解单元，用于将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩；
第一调整单元，用于根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速；
第二调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整巡航旋翼的转速；
第三调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整倾转翼的倾转角度；
第四调整单元，用于根据所述姿态力矩调整水平尾翼角度。
第三方面，本发明实施例提供了一种倾转翼飞行器，包括：
机身；
固定机翼，所述固定机翼设于所述机身两侧；
倾转翼，所述倾转翼转动安装于所述固定机翼的末端；
垂直起降旋翼，安装于所述机身；
巡航旋翼，安装于所述倾转翼；以及
飞行控制器，设于所述机身内；
所述飞行控制器包括：
一个或多个处理器；以及
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的飞行控制方法。
进一步的，所述垂直起降旋翼有两个，分别设于所述机身的两端。
进一步的，所述倾转翼飞行器还包括水平尾翼，所述水平尾翼设于所述机身的尾部。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的飞行控制方法。
本发明实施例提供了一种飞行控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。通过上述技术方案，实现了全面调整驱动装置的工作参数以达到需要的目标力矩和/或目标力，提高飞行控制的灵活性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种飞行控制方法的流程图；
图2为本发明实施例一提供的一种倾转翼飞行器的示意图；
图3为本发明实施例一中的垂直升起时各机翼状态的示意图；
图4为本发明实施例一中的水平飞行时各机翼状态的示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种飞行控制方法的流程图；
图6为本发明实施例二中的倾转翼和巡航旋翼产生力的示意图；
图7为本发明实施例二提供的一种飞行控制方法的实现示意图；
图8为本发明实施例三提供的一种飞行控制装置的结构示意图；
图9为本发明实施例四提供的一种倾转翼飞行器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种飞行控制方法的流程图，本实施例可适用于对倾转翼飞行器进行飞行控制的情况。具体的，该飞行控制方法可以由飞行控制器执行。
如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
S110、根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力。
具体的，阻力是与飞行器的当前运动轨迹平行、与飞行速度方向相反的力，升力是垂直于飞行速度方向上的力，与飞行器相对于空气的速度有关。空气动力学是研究飞行器或其他物体在同空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体的流动规律和伴随发生的物理化学变化。通过测量飞行器的当前速度和当前空气流速，利用空气动力学模型可估计得到当前升力和当前阻力。需要说明的是，本实施例的飞行控制方法是针对倾转翼飞行器。
图2为本发明实施例一提供的一种倾转翼飞行器的示意图。如图2所示，倾转翼飞行器是一种混合翼飞行器，包括以下几种机翼：固定机翼10、垂直起降旋翼20、巡航旋翼30、倾转翼40以及水平尾翼50。优选的，倾转翼飞行器具有两个固定的垂直起降旋翼20、两个巡航旋翼30、两个倾转翼40，巡航旋翼30固定在位于固定机翼10两端的倾转翼40上，每个巡航旋翼30都可提供一个矢量拉力，每个倾转翼40能产生气动升力和阻力，即所述当前升力和当前阻力，通过调节倾转翼40的倾转角度并调整巡航旋翼30的矢量拉力的方向，结合气动升力和阻力、固定机翼10、垂直起降旋翼20提供垂直升力，保证了各自由度全面的控制。当各个机翼的力矩能够合成目标力矩和/或目标力时，即可控制飞行器以目标加速度(矢量)飞行。
S120、根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力。
具体的，根据当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度，可确定要使倾转翼飞行器达到目标速度所需的目标加速度，进而根据空气动力学的原理，可确定该目标加速度对应的目标力矩和/或目标力，其中，当前速度、目标速度、目标加速度均为矢量，目标力矩为各机翼产生的合力矩，目标力为各机翼产生的合力。
S130、根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
具体的，驱动装置是指控制飞行器运动的关键部件，例如电机和各机翼。不同的机翼可提供不同的力或力矩，例如巡航旋翼可提供矢量拉力，该矢量拉力的方向与倾转翼的倾转角度有关；固定机翼、垂直起降旋翼可提供垂直升力等。因此，将目标力矩和/或目标力分解得到各个机翼提供的力和/或力矩的分量，综合飞行器所受的各种力和力矩，包括重力、气动力、发动机推力、起落架力及各种机翼提供的力矩，保证合力矩为所述目标力矩，合力为所述目标力即可使飞行器以目标加速度飞行，最终能够达到目标速度。
图3为本发明实施例一中的垂直升起时各机翼状态的示意图。如图3所示，垂直(地面)升起的过程中，倾转翼垂直向上，使得巡航旋翼朝向垂直方向转动，从而提供升力。
图4为本发明实施例一中的水平飞行时各机翼状态的示意图。如图4所示，水平(平行于地面)飞行时，倾转翼朝向前进的方向，使得巡航旋翼朝向前进的方向转动，提供纵向推力，其中，纵向是指飞行过程的水平面内飞行器前进的方向。
优选地，以垂直向上的方向为0°，纵向前进的方向为90°，则倾转翼的倾转角度范围设置为-20°至110°。本实施例中的倾转翼飞行器能在不同的飞行状态下提供稳定的垂直升力和前向拉力，倾转翼的倾转角度可灵活调节，因此可实现六自由度的全方位控制，具有速度连续可控的优势，能够满足更多任务场景的需求。
进一步的，所述驱动装置的工作参数包括：垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度。驱动装置的工作参数决定了各机翼提供的力或力矩，各机翼的力或力矩均为矢量，最终的合力矩即为所述目标力矩，合力为所述目标力。
需要说明的是，混合翼飞行器是通过在固定翼的机体上直接加上4个或多个旋翼来提供垂直起飞的升力，但只能在低速或高速模式其中之一来工作，旋翼的力矩方向受到限制，无法提供稳定且独立的力和力矩，因此无法实现低速和高速之间的速度连续可控，无法稳定的将飞行器控制在某一个飞行速度，导致其使用范围和场景受到极大的限制。而本实施例通过全面控制垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度，使得倾转翼飞行器在加速和减速过程中，俯仰角可保持完全水平，达到了节省能量的目的，延长了飞行器的航时，也使得飞行器飞行状态最稳定可靠。
本发明实施例一提供的一种飞行控制方法，包括：根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。通过上述技术方案，全面调整驱动装置的工作参数以达到需要的目标力矩和/或目标力，充分发挥倾转翼飞行器的机动能力，使得其速度从低速到高速范围连续可控，全速度范围皆可用，提高飞行控制的灵活性，大大提升了其机动能力和操作性能，应用范围更广。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的一种飞行控制方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行优化，对根据目标力矩和/或目标力调整驱动装置的工作参数的过程进行具体说明。需要说明的是，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例。
具体的，如图5所示，该方法具体包括如下步骤：
S210、根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力。
S220、根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度飞行信息确定倾转翼飞行器的目标加速度。
具体的，根据当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度，可确定要使倾转翼飞行器达到目标速度所需的目标加速度，例如当前速度为3m/s，目标速度为5m/s，则结合当前升力和当前阻力，确定目标加速度为1m/s2，则需要2秒的时间，倾转翼飞行器即可提速至5m/s。
S230、根据所述目标加速度确定倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
具体的，根据空气动力学的原理，可确定该目标加速度对应的目标力矩和/或目标力，该目标力矩和/或目标力使得飞行器能够保持所述目标加速度飞行，直至达到目标速度。
S240、将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩。
具体的，垂直起降力用于控制飞行器垂直升降，横向力用于控制飞行器在当前飞行的水平面内横向移动，纵向力用于控制飞行器在当前飞行的水平面内纵向移动(前进或后退)，姿态力矩用于控制飞行器的姿态(包括俯仰、滚转和偏航)。本实施例对目标力矩以及目标力的分解方式不作限定，保证合力为所述目标力、合力矩为所述目标力矩即可。
进一步的，目标力矩以及目标力分解的原理如下：
首先，倾转翼所提供的力或力矩较为复杂，是巡航旋翼的矢量拉力、气动升力和阻力的合力。图6为本发明实施例二中的倾转翼和巡航旋翼产生力的示意图。如图6所示，以向右飞行为例，巡航旋翼提供矢量拉力T，倾转翼相对于空气的流动速度产生气动升力L和气动阻力D，T、D和L三个力构成水平合力Fx和垂直合力Fz。固定机翼两端各有一组倾转翼和巡航旋翼，每一端都会产生一组Fx和Fz，两端的力可以相同也可以不同，两个Fx共同提供飞行纵向移动(图6中为向右)所需的力，两个Fx的差动提供航向力矩，两个Fz的差动提供滚转力矩；滚转力矩的水平分量提供飞行器横向移动所需的力。上述各机翼提供的合力矩即为目标力矩、合力为目标力，可实现六自由度全面控制、速度连续可控。为得到目标加速度，需要将目标力矩和/或目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩。
表1为飞行控制过程中的力与产生源的对照表。如表1所示，在飞行的水平面内，纵向力为前进方向的力，由左、右两个倾转翼产生的Fx相加得到；横向力为飞行器横向移动的力，由滚转时产生的升力的横向分量得到；垂直起降力来源于以三部分的合力：固定机翼升力、垂直起降旋翼的拉力以及左右倾转翼Fz相加得到的力；俯仰力距来源于两个巡航旋翼拉力的差动以及水平尾翼提供的力矩；横滚力距来源于左右倾转翼Fz差动；偏航力矩来源于左右倾转翼的Fx差动。
表1飞行控制过程中的力与产生源的对照表
基于上述分解的原理，在根据目标加速度确定目标力矩后，可将目标力矩和/或目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩，进而根据目标力矩的各个分量调整工作参数，调整工作参数包括步骤S250-S280。需要说明的是，本实施例不限定步骤S250-S280的执行顺序，优选为同步进行。
S250、根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速。
S260、根据垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩调整巡航旋翼的转速。
S270、根据垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩调整倾转翼的倾转角度。
S280、根据姿态力矩调整水平尾翼角度。
具体的，根据目标力矩的各个分量对机翼的工作参数进行调整，可提供对应的目标力矩和/或目标力，从而实现飞行控制。根据六自由度动力学方程，通过调整垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度，产生合适的垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩，这些力矩的合力矩即为目标力矩，这些力的合力即为目标力。例如，在垂直起降旋翼的尺寸形状、大气压已确定的情况下，垂直升力与旋桨转速的平方成线性关系，通过调整垂直起降旋翼的转速，使垂直起降旋翼提供的升力F1，同时固定机翼升力为F2，通过调整倾转翼的角度和巡航旋翼的转速后，左右两组Fz相加得到F3，则垂直起降力为F1+F2+F3。此分配方式保证了在任意飞行速度下，飞行器都能产生足够和稳定的6自由度力和力矩以达到稳定控制飞行的目的。
在上述实施例的基础上，图7为本发明实施例二提供的一种飞行控制方法的实现流程图。如图7所示，速度控制算法是基于目标速度、当前速度和飞行器的当前升力和当前阻力估计产生一个满足飞行器飞行特性的目标加速度，用于控制飞行器达到所述目标速度；目标力和/或力矩控制分配算法是根据所述目标加速度，基于飞行器的当前状态和自身特性的约束条件，分解得到最优的垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩，在此过程中分别确定左、右两个倾转翼的Fx、Fz；此外，确定姿态力矩的过程具体是通过角度控制算法，角度控制算法是指根据飞行器的目标姿态角和当前姿态角，根据所需的姿态角变化量确定姿态力矩，以使飞行器在所述姿态力矩的作用下达到目标姿态角。其中，姿态角包括俯仰角、滚转角及偏航角。最后利用模型动态逆算法，即根据目标力矩和/或目标力分解出的分量，计算并调整垂直起降旋翼的转速、左右两个巡航旋翼转速、左右两个倾转翼的倾转角度和水平尾翼的角度。
需要说明的是，混合翼飞行器减速的时候需求抬起机头，用电机拉力减速，耗电大，姿态动作大，因此不能在控制速度的时候同时稳定跟随高度指令。而本实施例中的飞行控制方法，利用倾转翼面产生的矢量推力和阻力合理提供控制速度所需要的拉力或阻力，不需要姿态变化，因此耗能少，姿态稳定；而且飞行器的姿态可用来控制跟随高度指令，因此在不同的速度情况下都能实现高度的完全可控。本实施例的倾转翼飞行器能在不同的飞行状态下提供稳定的垂直升力和前向拉力，因此获得速度连续可控的效果；而且所有的速度状态下飞行器操控性能都良好，实现速度连续可用的效果，在保证倾转翼飞行器飞行效率良好的前提下，满足更多任务场景的需求。
本发明实施例二提供的一种飞行控制方法，在上述实施例的基础上进行优化，通过调整翼尖倾转翼的倾转角度，在任何速度情况下都具备足够的控制能力，解决了在不同速度状态下提供稳定的3轴拉力和力矩的问题；通过将目标力矩和/或目标力分解得到各个机翼的分量力和/或力矩，进而全面调整驱动装置的工作参数，能够保证合力矩为目标力矩、合力为目标力，在不同的飞行状态下提供稳定的六自由度的动力，使飞行速度连续可控，提高飞行控制的灵活性。
实施例三
图8为本发明实施例三提供的一种飞行控制装置的结构示意图。本实施例提供的飞行控制装置包括：
升力和阻力估计模块310，用于根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；
目标参数确定模块320，用于根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；
调整模块330，用于根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
本发明实施例三提供的一种飞行控制装置，通过升力和阻力估计模块根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；通过目标参数确定模块根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力；通过调整模块根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度，实现了全面调整驱动装置的工作参数以达到需要的目标力矩和/或目标力，提高飞行控制的灵活性。
在上述实施例的基础上，所述目标参数确定模块320，包括：
目标加速度确定单元，用于根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度飞行信息确定倾转翼飞行器的目标加速度；
目标参数确定单元，用于根据所述目标加速度确定倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
进一步的，所述驱动装置的工作参数包括：垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度。
进一步的，所述调整模块330包括：
分解单元，用于将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩；
第一调整单元，用于根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速；
第二调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整巡航旋翼的转速；
第三调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整倾转翼的倾转角度；
第四调整单元，用于根据所述姿态力矩调整水平尾翼角度。
本发明实施例三提供的飞行控制装置可以用于执行上述任意实施例提供的飞行控制方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四
图9为本发明实施例四提供的一种倾转翼飞行器的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的倾转翼飞行器包括：机身60；固定机翼10，所述固定机翼10设于机身60的两侧；倾转翼40，所述倾转翼40转动安装于所述固定机翼10的末端；垂直起降旋翼20，安装于所述机身10；巡航旋翼30，安装于所述倾转翼40；以及飞行控制器(图未示)，设于所述机身40内。
所述飞行控制器包括：一个或多个处理器；以及存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中任意所述的飞行控制方法。
具体的，所述飞行控制器分别与所述垂直起降旋翼20、巡航旋翼30、倾转翼40连接，所述飞行控制器用于根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、当前升力、当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。其中，所述驱动装置的工作参数包括：垂直起降旋翼20的转速、巡航旋翼30的转速以及倾转翼40的倾转角度。
进一步的，垂直起降旋翼20有两个，分别设于机身60的两端。
具体的，本实施例中倾转翼飞行器拥有两个固定在机身60的垂直起降旋翼20。此外，固定机翼10的两端翼尖各有一个倾转翼40，每个倾转翼40上面安装有一个巡航旋翼30。
进一步的，所述倾转翼飞行器还包括水平尾翼50，所述水平尾翼50设于机身60的尾部。
具体的，所述飞行控制器还与所述水平尾翼50连接，对应的，所述驱动装置的工作参数还包括：水平尾翼50的俯仰角度。
进一步的，飞行控制器的处理器可以是一个或多个，处理器和存储装置可以通过总线或其他方式连接。所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述实施例中任意所述的飞行控制方法。
该设备中的存储装置作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中飞行控制方法对应的程序指令/模块(例如，附图8所示的飞行控制装置中的模块，包括：升力和阻力估计模块310、目标参数确定模块320以及调整模块330)。处理器通过运行存储在存储装置中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的飞行控制方法。
存储装置主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等(如上述实施例中的目标速度、目标力矩等)。此外，存储装置可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
并且，当上述设备中所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器执行时，进行如下操作：根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
本发明实施例提供的倾转翼飞行器可用于实现上述任意实施例提供的飞行控制方法，属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述任意实施例，并且本实施例具备与执行飞行控制方法相同的有益效果。
在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被飞行控制装置执行时实现本发明上述任意实施例中的飞行控制方法，该方法包括：根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的飞行控制方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的飞行控制方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的飞行控制方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种飞行控制方法，其特征在于，包括：
根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；
根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；
根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，包括：
根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和所述目标速度确定所述倾转翼飞行器的目标加速度；
根据所述目标加速度确定所述倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述驱动装置的工作参数包括以下中的至少一种：
垂直起降旋翼的转速、巡航旋翼的转速、倾转翼的倾转角度和水平尾翼角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，包括：
将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩；
根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速；
根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整巡航旋翼的转速；
根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整倾转翼的倾转角度；以及，
根据所述姿态力矩调整水平尾翼角度。
5.一种飞行控制装置，其特征在于，包括：
升力和阻力估计模块，用于根据倾转翼飞行器的当前速度和当前空气流速，确定所述倾转翼飞行器的当前升力和当前阻力；
目标参数确定模块，用于根据所述当前速度、当前升力、所述当前阻力和目标速度确定所述倾转翼飞行器从当前速度达到所述目标速度过程中所述倾转翼飞行器所需的目标力矩和/或目标力，其中，所述目标力矩为各机翼产生的合力矩，所述目标力为各机翼产生的合力；
调整模块，用于根据所述目标力矩和/或所述目标力调整驱动装置的工作参数，使得所述倾转翼飞行器达到所述目标速度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标参数确定模块，包括：
目标加速度确定单元，用于根据所述当前速度、所述当前升力、所述当前阻力和所述目标速度确定倾转翼飞行器的目标加速度；
目标参数确定单元，用于根据所述目标加速度确定倾转翼飞行器的所述目标力矩和/或所述目标力。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整模块包括：
分解单元，用于将所述目标力矩和/或所述目标力分解为垂直起降力、横向力、纵向力和姿态力矩；
第一调整单元，用于根据所述垂直起降力调整垂直起降旋翼的转速；
第二调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整巡航旋翼的转速；
第三调整单元，用于根据所述垂直起降力、所述横向力、所述纵向力和所述姿态力矩调整倾转翼的倾转角度；
第四调整单元，用于根据所述姿态力矩调整水平尾翼角度。
8.一种倾转翼飞行器，其特征在于，包括：
机身；
固定机翼，所述固定机翼设于所述机身两侧；
倾转翼，所述倾转翼转动安装于所述固定机翼的末端；
垂直起降旋翼，安装于所述机身；
巡航旋翼，安装于所述倾转翼；以及
飞行控制器，设于所述机身内；
所述飞行控制器包括：
一个或多个处理器；以及
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的飞行控制方法。
9.根据权利要求8所述的倾转翼飞行器，其特征在于，所述垂直起降旋翼有两个，分别设于所述机身的两端。
10.根据权利要求8或9所述的倾转翼飞行器，其特征在于，所述倾转翼飞行器还包括水平尾翼，所述水平尾翼设于所述机身的尾部。
11.一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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的飞行控制方法。
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