CN114063637B - 一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略 - Google Patents

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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，读取无人机的跑道信息，并启动发动机；启动发动机，至发动机功率超过发动机功率阈值，松开无人机刹车，通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏，零度滚转角保持，至无人机进入地面滑跑状态；判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况，若出现异常，则关闭发动机开启刹车；否则继续滑跑，至稳定状态后开启刹车，进入刹车状态；预先设置阈值，对处于刹车状态的无人机采集刹车状态数据，并判断刹车状态数据是否异常；若异常则关闭发动机，在地速不大于第三地速阈值后，关闭无人机控制组件；否则使无人机继续处于刹车状态；本发明为后三点构型的无人机滑跑提供一种策略。

Description

一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略
技术领域
本发明属于无人机控制技术领域，具体涉及一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略。
背景技术
近年来，由于我国支线、偏远地区、小运量货运能力不足和无人机技术发展的日渐成熟，我国形成了大中型固定翼无人机研究热潮。大中型固定翼无人机具有货运载荷大、续航时间长、起降能力惊人等独特的性能优势，市场前景和商业价值潜力巨大。
在现有的技术中，未对后三点式无人机进行系统性的研究，特别是对后三点式无人机的滑跑控制，有很大缺失。
发明内容
本发明的目的是提供一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，为后三点构型的无人机提供滑跑策略。
本发明所采用的技术方案是，一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，具体按照以下步骤实施：
步骤1、读取无人机的跑道信息，并启动发动机；
步骤2、预设发动机功率阈值，启动发动机，至发动机实际功率超过发动机功率阈值，松开无人机刹车，通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏，零度滚转角保持，至无人机进入地面滑跑状态；
步骤3、判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况，若出现异常，则关闭发动机开启刹车；
否则继续滑跑，至稳定状态后开启刹车，进入刹车状态；
步骤4、预先设置刹车状态阈值和第一地速阈值，对处于刹车状态的无人机采集刹车状态数据，并根据刹车状态阈值判断刹车状态数据是否异常；
若异常则关闭发动机，在地速不大于第一地速阈值后，关闭无人机控制组件；
否则使无人机继续处于刹车状态。
本发明的特点还在于：
跑道信息包括跑道的经纬度以及跑道各处的高度信息。
步骤2通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏具体指对无人机的刹车纠偏、滑跑纠偏。
刹车纠偏的刹车量计算公式为：
Figure BDA0003282655780000021
式中，δb为刹车量，dY为偏离跑道中线的侧偏距，ψcmd为跑道航向，ψh为航迹角，
Figure BDA0003282655780000022
为比例系数。
步骤3判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况具体过程为：
设置侧偏距阈值、无人机滑跑距离阈值、航向角偏差阈值、第二地速阈值，再采集处于地面滑跑状态的无人机的侧偏距、无人机滑跑距离、航向角偏差、无人机的地面速度，判断是否满足侧偏距不小于侧偏距阈值或滑跑距离不小于无人机滑跑距离阈值或航向角偏差不小于航向角偏差阈值，且无人机的地面速度不小于第二地速阈值；
若满足则为异常状态；
若不满足，则检查地速是否超过第三地速阈值且发动机油门不超过加油阈值，若超过第三地速阈值且发动机油门超过加油阈值，则为异常状态。
步骤4中判断刹车状态数据是否异常具体过程为：预先设置刹车侧偏距阈值，剩余可用跑道距离阈值，刹车航向角偏差阈值，刹车空速阈值；
开启刹车后采集无人机的侧偏距、剩余可用跑道距离、航向角和空速信息，将采集的信息分别与预先设置的阈值对比，若剩余可用跑道距离不小于剩余可用跑道距离阈值，同时侧偏距不高于刹车侧偏距阈值，航向角偏差不高于刹车航向角偏差阈值，空速不高于刹车空速阈值，则无人机刹车状态数据正常，否则为异常。
无人机控制组件包括升降舵控制模块、副翼控制模块、方向舵控制模块、刹车控制模块。
本发明的有益效果是：
本发明的一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，通过无人机前端两个轮控制刹车量，进而实现对无人机的地面滑跑控制，本发明为后三点构型的无人机滑跑提供一种策略。
附图说明
图1为本发明一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、读取无人机的跑道信息，并启动发动机；跑道信息包括跑道的经纬度以及跑道各处的高度信息。
步骤2、启动发动机，至发动机功率超过额定功率的50％，松开无人机刹车，通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏，零度滚转角保持，至无人机进入地面滑跑状态；
通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏具体指对无人机的刹车纠偏、滑跑纠偏。
刹车纠偏的刹车量计算公式为：
Figure BDA0003282655780000041
式中，δb为刹车量，dY为偏离跑道中线的侧偏距，ψcmd为跑道航向，ψh为航迹角，
Figure BDA0003282655780000042
为比例系数。
步骤3、判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况，若出现异常，则关闭发动机开启刹车；
否则继续滑跑，至稳定状态后开启刹车，进入刹车状态；
判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况具体过程为判断无人机状态是否满足：侧偏距>5m或滑跑距离>600m或航向角偏差>5°，且地速>10m/s；
若满足则为异常状态；
若不满足，则检查地速是否超过20m/s且发动机油门不超过最大的10％，若超过20m/s且发动机油门超过最大的10％，则为异常状态。
步骤4、预先设置阈值，对处于刹车状态的无人机采集刹车状态数据，并判断刹车状态数据是否异常；
若异常则关闭发动机，在地速不大于2m/s后，关闭无人机控制组件；
否则使无人机继续处于刹车状态。
判断刹车状态数据是否异常具体过程为：预先设置侧偏距阈值为9m，剩余可用跑道距离200m，航向角偏差10°，空速65km/h；
开启刹车后采集无人机的侧偏距、剩余可用跑道距离、航向角和空速信息，将采集的信息分别与预先设置的阈值对比，若剩余可用跑道距离不小于200m，同时侧偏距低于9m，航向角偏差低于10°，空速低于65km/h，则无人机刹车状态数据正常，否则为异常。
无人机控制组件包括升降舵控制模块、副翼控制模块、方向舵控制模块、刹车控制模块。
实施例
采用本发明的控制策略对后三点构型的无人机的滑跑进行控制，在滑跑过程中采集的数据信息如表1所示。
表1
Figure BDA0003282655780000051
通过表1中数据可知，采用本发明的控制策略后无人机侧偏距控制在2m左右，空速和地速均小于65km/h，说明控制效果良好，能够很好的完成滑跑。
通过上述方式，本发明的一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，通过无人机前端两个轮控制刹车量，进而实现对无人机的地面滑跑控制，本发明为后三点构型的无人机滑跑提供一种策略。

Claims (6)

1.一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、读取无人机的跑道信息，并启动发动机；
步骤2、预设发动机功率阈值，启动发动机，至发动机实际功率超过发动机功率阈值，松开无人机刹车，通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏，零度滚转角保持，至无人机进入地面滑跑状态；
步骤3、判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况，若出现异常，则关闭发动机开启刹车；
否则继续滑跑，至稳定状态后开启刹车，进入刹车状态；
所述判断处于地面滑跑状态的无人机是否出现异常状况具体过程为：
设置侧偏距阈值、无人机滑跑距离阈值、航向角偏差阈值、第二地速阈值，再采集处于地面滑跑状态的无人机的侧偏距、无人机滑跑距离、航向角偏差、无人机的地面速度，判断是否满足侧偏距不小于侧偏距阈值或滑跑距离不小于无人机滑跑距离阈值或航向角偏差不小于航向角偏差阈值，且无人机的地面速度不小于第二地速阈值；
若满足则为异常状态；
若不满足，则检查地速是否超过第三地速阈值且发动机油门不超过加油阈值，若超过第三地速阈值且发动机油门超过加油阈值，则为异常状态；
步骤4、预先设置刹车状态阈值和第一地速阈值，对处于刹车状态的无人机采集刹车状态数据，并根据刹车状态阈值判断刹车状态数据是否异常；
若异常则关闭发动机，在地速不大于第一地速阈值后，关闭无人机控制组件；
否则使无人机继续处于刹车状态。
2.根据权利要求1所述一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，所述跑道信息包括跑道的经纬度以及跑道各处的高度信息。
3.根据权利要求1所述一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，步骤2所述通过无人机的前端两轮对无人机进行纠偏具体指对无人机的刹车纠偏、滑跑纠偏。
4.根据权利要求3所述一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，所述刹车纠偏的刹车量计算公式为：
Figure FDA0003865911960000021
式中，δb为刹车量，dY为偏离跑道中线的侧偏距，ψcmd为跑道航向，ψh为航迹角，
Figure FDA0003865911960000022
为比例系数。
5.根据权利要求1所述一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，步骤4中判断刹车状态数据是否异常具体过程为：预先设置刹车侧偏距阈值，剩余可用跑道距离阈值，刹车航向角偏差阈值，刹车空速阈值；
开启刹车后采集无人机的侧偏距、剩余可用跑道距离、航向角和空速信息，将采集的信息分别与预先设置的阈值对比，若剩余可用跑道距离不小于剩余可用跑道距离阈值，同时侧偏距不高于刹车侧偏距阈值，航向角偏差不高于刹车航向角偏差阈值，空速不高于刹车空速阈值，则无人机刹车状态数据正常，否则为异常。
6.根据权利要求1所述一种大中型固定翼后三点式无人机地面滑跑控制策略，其特征在于，所述无人机控制组件包括升降舵控制模块、副翼控制模块、方向舵控制模块、刹车控制模块。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185695A (ja) * 1998-12-24 2000-07-04 Nec Corp 自動離陸中止判定システム
CN103466084A (zh) * 2012-06-05 2013-12-25 贝尔直升机泰克斯特龙公司 起飞/着陆的触地降落保护管理系统
CN105556248A (zh) * 2013-09-16 2016-05-04 波音公司 用于飞机的地面制动警报
CN105717937A (zh) * 2014-12-23 2016-06-29 通用电气航空系统有限责任公司 用飞行器航空电子设备自动控制飞行器的下降阶段的方法
CN107885222A (zh) * 2017-10-31 2018-04-06 埃洛克航空科技（北京）有限公司 无人机以及控制其滑行的方法
CN208233349U (zh) * 2018-05-02 2018-12-14 西安翔安测控设备有限责任公司 一种无人机前轮纠偏操纵系统
CN110147107A (zh) * 2019-05-29 2019-08-20 南京拓兴智控科技有限公司 无人机滑跑纠偏控制方法、装置、无人机以及存储介质
CN110531787A (zh) * 2019-09-18 2019-12-03 朗星无人机系统有限公司 一种无人机自动驶入驶出控制系统
CN112147881A (zh) * 2020-08-25 2020-12-29 彩虹无人机科技有限公司 一种无人自转旋翼机起飞控制方法
CN113093774A (zh) * 2019-12-23 2021-07-09 海鹰航空通用装备有限责任公司 无人机滑跑控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185695A (ja) * 1998-12-24 2000-07-04 Nec Corp 自動離陸中止判定システム
CN103466084A (zh) * 2012-06-05 2013-12-25 贝尔直升机泰克斯特龙公司 起飞/着陆的触地降落保护管理系统
CN105556248A (zh) * 2013-09-16 2016-05-04 波音公司 用于飞机的地面制动警报
CN105717937A (zh) * 2014-12-23 2016-06-29 通用电气航空系统有限责任公司 用飞行器航空电子设备自动控制飞行器的下降阶段的方法
CN107885222A (zh) * 2017-10-31 2018-04-06 埃洛克航空科技（北京）有限公司 无人机以及控制其滑行的方法
CN208233349U (zh) * 2018-05-02 2018-12-14 西安翔安测控设备有限责任公司 一种无人机前轮纠偏操纵系统
CN110147107A (zh) * 2019-05-29 2019-08-20 南京拓兴智控科技有限公司 无人机滑跑纠偏控制方法、装置、无人机以及存储介质
CN110531787A (zh) * 2019-09-18 2019-12-03 朗星无人机系统有限公司 一种无人机自动驶入驶出控制系统
CN113093774A (zh) * 2019-12-23 2021-07-09 海鹰航空通用装备有限责任公司 无人机滑跑控制方法
CN112147881A (zh) * 2020-08-25 2020-12-29 彩虹无人机科技有限公司 一种无人自转旋翼机起飞控制方法

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