CN116679727A - 折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法 - Google Patents

折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法 Download PDF

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曹建
李岳明
孙祥仁
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Abstract

折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，具体涉及跨介质折叠翼航行器的出水控制领域。本发明解决了现有针对折叠翼式跨介质航行器出水控制策略无法实现直接出水，且存在易受环境干扰、出水时间较长、以及响应速度慢的问题。本发明出水控制方法为先执行水下定深航行任务，之后执行出水任务，在此期间通过运动控制系统调整飞行姿态，以预设出水俯仰角向水面航行，当空气螺旋桨是否露出水面时以最大功率开启空气螺旋桨，当空气螺旋桨的工作时间达到预设工作时间时，展开机翼，进行空中航行。本发明主要应用在跨介质航行领域。

Description

折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法
技术领域
本发明属于无人航行器的控制领域，具体涉及跨介质折叠翼航行器的出水控制领域。
背景技术
跨介质航行器是一种具有在水、空两种介质下运动的跨介质航行器。跨介质航行器拥有水下航行的隐蔽特性以及空中航行的快速性和机动性，且其在一次航行任务时能够同时采集空中和水下的相应数据，使得跨介质航行器在军事领域和民用领域都有极高的应用前景和应用价值。
折叠翼式跨介质航行器在水中航行器时将机翼折叠减少水中阻力，进入到空中时展开机翼进行飞行，可实现出入水以此实现跨介质航行。由于水的空气的物理性质相差巨大，水的密度是空气的800多倍，航行器在水中和空中的运动特性有很大的不同，且航行器在出水过程中需要对运动特性做出快速响应、并且出水容易受到较大的风浪干扰，因此，针对“直接出水”运动控制难度较大。
而针对折叠翼式跨介质航行器在“直接出水”过程中需要对运动特性做出快速响应、并且出水容易受到较大的风浪干扰的问题，一直处于理论研究的实验室阶段，要么过于复杂难以用于实际工程中；要么采用积分环节消除稳态干扰误差使得系统响应慢且超调大，同时还存在由于干扰导致姿态无法稳定难以用于折叠翼式跨介质航行器的运动控制中去。
而现有技术中，虽然存在应用到实际中的折叠翼式跨介质航行器的出水控制策略，但是该种出水控制策略“无法实现直接出水”，出水控制的具体流程为：首先航行器潜入水中一定深度，到达预设深度值后航行器上浮并航行至水面，再在水面上展开机翼并滑行起飞，进入空中航行。但是实际应用中对滑行起飞的环境要求严格，必须在相对风平浪静的环境才能实现滑行，然后实现起飞，否则水面处存在风浪干扰，仍然无法实现起飞；因此，通过该种出水方式进行跨介质出水过程，存在易受环境干扰、且需要较长的时间来进行上浮以及滑行起飞，导致出水时间较长，响应速度慢。
综上，针对现有技术中折叠翼式跨介质航行器的出水控制策略无法实现直接出水、易受环境干扰、出水时间较长、以及响应速度慢的问题亟需解决。
发明内容
本发明目的是为了解决现有针对折叠翼式跨介质航行器出水控制策略无法实现直接出水，且存在易受环境干扰、出水时间较长、以及响应速度慢的问题，本发明提供了一种折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法。
折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，该方法包括如下步骤：
S1、执行水下定深航行任务：
设定目标深度、目标横滚角和目标艏向角，并通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制，使折叠翼式跨介质航行器在目标深度所在的阈值范围内航行，实现水下定深航行；
S2、判断水下定深航行时间是否达到预设航行时间，结果为是，执行步骤S3；结果为否，执行步骤S1；
S3、通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态，使折叠翼式跨介质航行器以预设出水俯仰角向水面航行，执行出水任务，执行步骤S4；其中，预设出水俯仰角的取值范围75°至85°；
S4、根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否露出水面，结果为是，执行步骤S5，结果为否，返回步骤S3；
S5、以最大功率开启空气螺旋桨，执行步骤S6；
S6、判断是否存在航行器俯仰角小于预设上限，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；同时还根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否再次入水，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；
S7、关闭空气螺旋桨，此时，出水失败，执行步骤S1；
S8、判断空气螺旋桨的工作时间是否达到预设工作时间，结果为否，返回步骤S8；结果为是，此时，折叠翼式跨介质航行器完全暴露在空气中、并使其机翼展开执行空中飞行任务，完成出水任务。
作为优选，步骤S1中、执行水下定深航行任务时，通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制的实现过程包括如下步骤：
S11、通过姿态传感器采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S12、运动控制系统中深度控制器，根据设定的目标深度和实际航行深度计算目标俯仰角，并将其目标俯仰角送至运动控制系统中的俯仰角控制器；
S13、运动控制系统中的俯仰角控制器根据计算出的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，通过该方向舵的舵角控制信号对方向舵的舵角进行控制，从而实现了对折叠翼式跨介质航行器的控制。
作为优选，步骤S3中，执行出水任务时，通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态的实现过程包括如下步骤：
S31、通过姿态传感器，采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S32、俯仰角控制器根据给定的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，从而实现对折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态控制。
作为优选，深度控制器计算目标俯仰角的实现方式为：
pitchd为深度控制器计算出的目标俯仰角，m为缓和程度参数，k为误差消除速率参数，h为当前的实际航行深度，hd为目标深度。
作为优选，俯仰角控制器生成升降舵的舵角控制信号实现方式为：
其中，u1为升降舵的舵角控制信号，e为自然数，e1为当前时刻下目标俯仰角和实际俯仰角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
作为优选，横滚角控制器生成舵角差动信号实现方式为：
其中，u2为舵角差动信号，e为自然数，e2为当前时刻下目标横滚角和实际横滚角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
作为优选，艏向角控制器生成方向舵的舵角控制信号实现方式为：
其中，u3为方向舵的舵角控制信号，e为自然数，e3为当前时刻下目标艏向角和实际艏向角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
作为优选，步骤S3中，预设出水俯仰角为80°。
作为优选，空气螺旋桨的出水信息通过出水传感器采集。
作为优选，步骤S1中，目标艏向角为0°。
本发明带来的有益效果是：
1、本发明折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法给出了折叠翼式跨介质航行器以大俯仰角出水的控制策略，使航行器直接冲出水面后，展开机翼实现快速出水，相对于现有技术中需进行滑行一段时间再进行起飞的方式大大缩减的出水时间、以及提高了响应速度，并且该流程还给出了出水失败时的判定方法以及在出水失败时航行器该如何行动，以防止空气螺旋桨在水中高速旋转导致其电流过大而损坏电路系统。本发明可提高航行器的跨介质航行性能、跨介质过程中的抗干扰能力以及执行出水任务的成功率。
2、水下定深控制过程：
深度控制器的控制过程是在LOS制导(即：公式1中)的基础上增设抗饱和的积分环节k∫(h-hd)dt，消除由于机翼升力带来的定深稳态误差；
姿态控制控制过程：
通过横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器三种姿态控制器，共同控制姿态，相应的姿态控制器的控制方法为在S面控制方法的基础上，再对公式2至4中等号右侧整体做积分的方式来控制姿态，使得姿态控制器能够完成水空两种介质的控制并具备良好的抗干扰性能；
本发明各类型控制器均通过对S面控制方法整体做积分的方式来控制姿态，参见公式1至公式4，使得本发明控制器内的控制逻辑易于在工程中实现；并且本发明设计的深度控制器、艏向角控制器、俯仰角控制器和横滚角控制器内部的控制方法对干扰敏感度较高，可以提高控制器的抗干扰性能，并消除航行器姿态控制的稳态误差，且能够避免常规控制方法中积分所带来的超调以及响应慢等问题。
3、本发明出水策略为先进行水下定深，之后开启调整俯仰角至目标俯仰角度，再开启空气螺旋桨进入空中并展开机翼，进行航行。本发明结合工程实际，实现简单，控制算法计算量小，具有实用价值。
附图说明
图1是运动控制系统根据目标深度，对折叠翼式跨介质航行器进行定深航行控制的原理示意图；
图2是本发明所述折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法的原理示意图；
图3是水下定深航行任务时航行器的深度变化曲线图；
图4是出水任务时航行器的俯仰角变化曲线图；
图5是折叠翼式跨介质航行器出水过程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
具体实施方式一：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，该方法包括如下步骤：
S1、执行水下定深航行任务：
设定目标深度、目标横滚角和目标艏向角，并通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制，使折叠翼式跨介质航行器在目标深度所在的阈值范围内航行，实现水下定深航行；
S2、判断水下定深航行时间是否达到预设航行时间，结果为是，执行步骤S3；结果为否，执行步骤S1；
S3、通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态，使折叠翼式跨介质航行器以预设出水俯仰角向水面航行，执行出水任务，执行步骤S4；其中，预设出水俯仰角的取值范围75°至85°；
S4、根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否露出水面，结果为是，执行步骤S5，结果为否，返回步骤S3；
S5、以最大功率开启空气螺旋桨，执行步骤S6；
S6、判断是否存在航行器俯仰角小于预设上限，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；同时还根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否再次入水，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；
S7、关闭空气螺旋桨，此时，出水失败，执行步骤S1；
S8、判断空气螺旋桨的工作时间是否达到预设工作时间，结果为否，返回步骤S8；结果为是，此时，折叠翼式跨介质航行器完全暴露在空气中、并使其机翼展开执行空中飞行任务，完成出水任务。
本发明将出水过程划分为三个阶段，定深航行阶段、出水阶段以及控制飞行阶段；在定深航行阶段判断航行器是否进入目标深度附近，且判断航行器是否稳定地在目标深度附近处航行了一段时间；若未满足条件则继续进行水下定深控制，若满足条件则不再进行定深控制，开始试行航行器的出水任务。具体应用时，折叠翼式跨介质航行器执行空中飞行任务的控制方式通过采用现有技术中折叠翼式跨介质航行器的运动控制系统即可实现。具体的，运动控制系统包括深度控制器、横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器。通过横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器控制航行器姿态，横滚角控制器和艏向角控制器是为保证俯仰角的稳定性。
本发明提供以大俯仰角出水的控制策略，使航行器直接冲出水面后，展开机翼实现快速出水，相对于现有技术中需进行滑行的方式大大缩减的出水时间、以及提高了响应速度，并且还给出了出水失败时的判定方法，重新返回定深航行进行下一轮出水，还给出出水失败时航行器该如何行动、以防止空气螺旋桨在水中高速旋转导致其电流过大而损坏电路系统。本发明可提高航行器的跨介质航行性能、以及执行出水任务的成功率。
应用时，综合判断空气螺旋桨是否露出水面，若其露出水面，则以最大功率开启空气螺旋桨，从而能够及时地将航行器从水中拉入空中，又能防止空气螺旋桨在水中高速旋转导致其电流过大而损坏电路系统。
采用空气螺旋桨工作时间、而不采用传感器判断是否实现出水(也即：航行器完全暴露在空气中)，具体原因为：是由于上一阶段航行器在水中航行，若采用气压计测距时，在水中航行时航行器上气压计的压力传感器处沾有水珠，水珠会使得气压计无法给出准确的气压数据来计算航行器的高度；若采用激光测距传感器测距时，激光测距传感器也会由于激光发射以及接收处沾有水珠使得光线发生折射，无法给出准确的高度数值；若采用激光测距传感器测距时，由于水下的折射作用，GPS传感器无法接受到外界电磁波信号，也无法给出航行器的高度数据；故无法采用气压计、激光测距传感器或GPS传感器来测量航行器是否距离水面有足够的高度。
空气螺旋桨工作时间来判定机翼展开时机，具体原因：航行器是否能在空中航行，主要看航行器是否具有足够的速度以及高度，而速度和高度分别对应航行器的动能以及重力势能，而航行器出水后的动能以及重力势能的能量来源为螺旋桨做功产生的，因此航行器是否能够在空中航行也是由其空气螺旋桨工作时间来进行判断。
因此，本发通过空气螺旋桨工作时间来判定是否实现出水、以及对机翼展开时间的控制，进一步提高航行器出水成功率。
具体应用时，步骤S1中，目标艏向角设置为0°；进一步的，空气螺旋桨的出水信息通过出水传感器采集。
图1为定深航行控制的原理示意图，参见图1，步骤S1中、执行水下定深航行任务时，通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制的实现过程包括如下步骤：
S11、通过姿态传感器采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S12、运动控制系统中深度控制器，根据设定的目标深度和实际航行深度计算目标俯仰角，并将其目标俯仰角送至运动控制系统中的俯仰角控制器；
S13、运动控制系统中的俯仰角控制器根据计算出的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，通过该方向舵的舵角控制信号对方向舵的舵角进行控制，从而实现了对折叠翼式跨介质航行器的控制。
而执行出水任务时，此时需要对航行器的姿态进行控制，要通过俯仰角控制器控制俯仰姿态到达目标出水角度，最佳设置为80度的出水俯仰角；且通过横滚角控制器和艏向角控制器维持航行器的姿态稳定，防止由于外界干扰导致航行器姿态变化使得出水任务失败。
具体的，步骤S3中，执行出水任务时，通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态的实现过程包括如下步骤：
S31、通过姿态传感器，采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S32、俯仰角控制器根据给定的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，从而实现对折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态控制。
更进一步的，深度控制器计算目标俯仰角的实现方式为：
pitchd为深度控制器计算出的目标俯仰角，m为缓和程度参数，k为误差消除速率参数，h为当前的实际航行深度，hd为目标深度。
本优选实施方式中，这里m和k均为可调的控制参数。通过调节m的大小可改变航行器深度控制的缓和程度；通过调节k的大小可以改变航行器定深时的稳态误差消除速率。为防止k∫(h-hd)dt出现积分饱和的情况而影响控制效果，具体应用时，应对此方法中的积分环节k∫(h-hd)dt做限幅处理，若k∫(h-hd)dt大于某一设定值时，令k∫(h-hd)dt等于该设定值，若k∫(h-hd)dt小于某一设定值时，令k∫(h-hd)dt等于该设定值。通过对LOS制导律(即：)增加积分环节k∫(h-hd)dt的方法，可以有效的改善跨介质航行器在水中定深航行时由于机翼升力导致存在较大的稳态误差问题。
航行器姿态控制时，主要通过横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器控制航行器姿态，共同控制姿态，本发明对以上三种姿态控制的内部控制方式进行重新设计；具体为：
俯仰角控制器生成升降舵的舵角控制信号实现方式为：
横滚角控制器生成舵角差动信号实现方式为：
艏向角控制器生成方向舵的舵角控制信号实现方式为：
其中，u1为升降舵的舵角控制信号，e为自然数，e1为当前时刻下目标俯仰角和实际俯仰角间的差值，为e1的导数，u2为舵角差动信号，e2为当前时刻下目标横滚角和实际横滚角间的差值，/>为e2的导数，u3为方向舵的舵角控制信号，e3为当前时刻下目标艏向角和实际艏向角间的差值，/>为e3的导数，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
公式2至4中的k1、k2、k3均为可调的控制参数；k3决定每个控制节拍舵角最大改变的角度，k3越大航行器的姿态稳定的越好，但也会导致航行器应执行的控制舵的舵角角变化太快的问题，应适度调整；通过改变k1以及k2值的大小可以改变姿态控制的快速性、稳定性等性能。通过对S面控制方法对公式2至4中等号右侧整体做积分的方式来控制姿态，使得该控制方法易于在工程中实现；并且该控制方法对干扰敏感度较高，可以提高相应控制器的抗干扰性能并消除航行器姿态控制的稳态误差，且能够避免常规控制方法中积分所带来的超调以及响应慢等问题。
具体应用时，公式2至4中，k1、k2、k3取值根据具体应用情况而定。
验证试验：
下面应用本发明进行验证试验，并结合说明书附图3至图4来说明本发明折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法的技术效果，具体如下：
利用折叠翼式跨介质航行器并进行外场试验。首先，设定水下定深任务的目标深度为7m，进行水下定深任务，得到航行器深度变化曲线如图3，由图3可见进行水下定深航行任务时，实际深度可以很好的跟踪目标深度，说明深度控制器、横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器的控制方法控制效果较好，控制精度较高；
之后航行器进行跨介质出水阶段，航行器调整俯仰角度至出水俯仰角度，设定出水俯仰角度为80度，得到俯仰角变化曲线如图4，从图4中可看出俯仰角最大误差为5度左右，跨介质过程航行器俯仰角保持稳定，跨介质出水过程消耗时间0.85s，由试验数据可以验证本发明设计的横滚角控制器、俯仰角控制器和艏向角控制器进行姿态控制时控制精度高，抗干扰能力强，且出水过程消耗时间较短。
作为示例，图5为折叠翼式跨介质航行器出水过程的具体流程，由上至下、从左至右，体现航行器直接冲出水面的整个过程。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、执行水下定深航行任务：
设定目标深度、目标横滚角和目标艏向角，并通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制，使折叠翼式跨介质航行器在目标深度所在的阈值范围内航行，实现水下定深航行；
S2、判断水下定深航行时间是否达到预设航行时间，结果为是，执行步骤S3；结果为否，执行步骤S1；
S3、通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态，使折叠翼式跨介质航行器以预设出水俯仰角向水面航行，执行出水任务，执行步骤S4；其中，预设出水俯仰角的取值范围75°至85°；
S4、根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否露出水面，结果为是，执行步骤S5，结果为否，返回步骤S3；
S5、以最大功率开启空气螺旋桨，执行步骤S6；
S6、判断是否存在航行器俯仰角小于预设上限，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；同时还根据采集的空气螺旋桨的出水信息，判断空气螺旋桨是否再次入水，结果为是，执行步骤S7，结果为否，执行步骤S8；
S7、关闭空气螺旋桨，此时，出水失败，执行步骤S1；
S8、判断空气螺旋桨的工作时间是否达到预设工作时间，结果为否，返回步骤S8；结果为是，此时，折叠翼式跨介质航行器完全暴露在空气中、并使其机翼展开执行空中飞行任务，完成出水任务。
2.根据权利要求1所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，步骤S1中、执行水下定深航行任务时，通过运动控制系统结合设定的目标深度、目标艏向角和目标艏向角，对折叠翼式跨介质航行器进行控制的实现过程包括如下步骤：
S11、通过姿态传感器采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S12、运动控制系统中深度控制器，根据设定的目标深度和实际航行深度计算目标俯仰角，并将其目标俯仰角送至运动控制系统中的俯仰角控制器；
S13、运动控制系统中的俯仰角控制器根据计算出的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，通过该方向舵的舵角控制信号对方向舵的舵角进行控制，从而实现了对折叠翼式跨介质航行器的控制。
3.根据权利要求1所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，步骤S3中，执行出水任务时，通过运动控制系统调整折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态的实现过程包括如下步骤：
S31、通过姿态传感器，采集折叠翼式跨介质航行器的实际横滚角、实际俯仰角和实际艏向角；
S32、俯仰角控制器根据给定的目标俯仰角和实际俯仰角生成升降舵的舵角控制信号，通过升降舵的舵角控制信号控制折叠翼式跨介质航行器的两个升降舵的舵角；同时，运动控制系统中横滚角控制器根据预设的目标横滚角和实际横滚角生成舵角差动信号，通过舵角差动信号对两个升降舵进行差动控制，同时，运动控制系统中艏向角控制器根据预设的目标艏向角和实际艏向角生成方向舵的舵角控制信号，从而实现对折叠翼式跨介质航行器的飞行姿态控制。
4.根据权利要求2所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，深度控制器计算目标俯仰角的实现方式为：
pitchd为深度控制器计算出的目标俯仰角，m为缓和程度参数，k为误差消除速率参数，h为当前的实际航行深度，hd为目标深度。
5.根据权利要求2或3所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，俯仰角控制器生成升降舵的舵角控制信号实现方式为：
其中，u1为升降舵的舵角控制信号，e为自然数，e1为当前时刻下目标俯仰角和实际俯仰角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
6.根据权利要求2或3所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，横滚角控制器生成舵角差动信号实现方式为：
其中，u2为舵角差动信号，e为自然数，e2为当前时刻下目标横滚角和实际横滚角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
7.根据权利要求2或3所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，艏向角控制器生成方向舵的舵角控制信号实现方式为：
其中，u3为方向舵的舵角控制信号，e为自然数，e3为当前时刻下目标艏向角和实际艏向角间的差值，k1为改变姿态控制响应速度的参数，k2为改变姿态控制稳定性的参数，k3为舵角最大变化速率参数，t为时间。
8.根据权利要求1所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，步骤S3中，预设出水俯仰角为80°。
9.根据权利要求1所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，空气螺旋桨的出水信息通过出水传感器采集。
10.根据权利要求1所述的折叠翼式跨介质航行器的出水控制方法，其特征在于，步骤S1中，目标艏向角为0°。
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