JPH0370700A - Flight control method for vertical take-off and landing flying vehicle - Google Patents

Flight control method for vertical take-off and landing flying vehicle

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JPH0370700A
JPH0370700A JP20731089A JP20731089A JPH0370700A JP H0370700 A JPH0370700 A JP H0370700A JP 20731089 A JP20731089 A JP 20731089A JP 20731089 A JP20731089 A JP 20731089A JP H0370700 A JPH0370700 A JP H0370700A
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angle
fans
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aircraft
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Masayuki Suzuki
正之 鈴木
Shohei Niwa
丹羽 昌平
Atsushi Kondo
淳 近藤
Masahiko Murakami
正彦 村上
Masahiro Matsui
松井 政博
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate a position control by specifying a target value of a tilt angle in proportional and integral elements of a PID control when the tilt angle of a flying vehicle with a horizontal axis serving as the center is controlled, in the flying vehicle in which a plurality of ducted fans are arranged symmetrically with respect to the horizontal axis. CONSTITUTION:Ducts 4 of four ducted fans F (F1 to F4) are mounted to a frame-shaped machine body 3 of a flying vehicle 1, and an engine 5 is mounted to the center of the machine body 3. Pitch angle variable blades 6, rotated at an equal speed to each other by the engine 5, are provided through a power transmission mechanism in the upper part of the fans F. For controlling a tilt angle of the flying vehicle 1 with an x-axis serving as the center, being based on a difference between a target value of the tilt angle and its measured value of the flying vehicle, a pitch angle of the blade 6 is controlled by a PID control, and as the target value of the tilt angle in at least proportional and differential elements of this PID control, a value, in which a value in proportion to a speed in a y-axis direction of the flying vehicle 1 is subtracted from a command value from the outside of the tilt angle, is used.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、垂直離着飛行体(VTOL)の水平軸まわ
りの傾斜角を制御する飛行制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a flight control method for controlling the inclination angle of a vertical takeoff and landing vehicle (VTOL) about a horizontal axis.

従来の技術および発明の課題 垂直離着飛行体として、4つのダクテッドファン(du
cted fan)が長方形の4つの頂点にそれぞれ配
置されているものが知られている。前側の2つのダクテ
ッドファンと後側の2つのダクテッドファンとは左右方
向の水平軸に対して対称に配置され、右側の2つのダク
テッドファンと左側の2つのダクテッドファンとは前後
方向の水平軸に対して対称に配置されている。また、飛
行体の遠隔操縦装置には、飛行体の前後方向の傾斜角を
制御するためのスティックと、飛行体の左右方向の傾斜
角を制御するためのスティックが設けられている。そし
て、これらのスティックを操作することにより、その操
作方向と操作量に応じて、ダクテッドファンのブレード
のピッチ角が制御され、その結果、飛行体が操作された
方向に傾いて、その方向に移動する。
Prior Art and Problems of the Invention As a vertical takeoff and landing aircraft, four ducted fans (du
cted fans) are placed at each of the four vertices of a rectangle. The two ducted fans on the front side and the two ducted fans on the rear side are arranged symmetrically with respect to the horizontal axis in the left-right direction, and the two ducted fans on the right side and the two ducted fans on the left side are arranged symmetrically with respect to the horizontal axis in the front-rear direction. It is located. Further, the remote control device for the aircraft is provided with a stick for controlling the inclination angle of the aircraft in the longitudinal direction and a stick for controlling the inclination angle of the aircraft in the left-right direction. By operating these sticks, the pitch angle of the ducted fan blades is controlled according to the direction and amount of operation, and as a result, the flying object tilts in the operated direction and moves in that direction. .

このような飛行体の癲斜角の制御は、通常、PID制御
によって行なわれ、その目標値には、スティックからの
指令値がそのまま用いられる。
Such control of the oblique angle of the flying object is normally performed by PID control, and the command value from the stick is used as the target value.

ところが、このようにすると、上記のように飛行体を傾
斜させて水平方向に移動させるときに、傾斜角の目標値
と現在値の差が大きく、スティックを中立位置に戻して
も飛行体がすぐに停止せずに、オーバーランが生じ、位
置の制御が難しいという問題がある。
However, when doing this, when the aircraft is tilted and moved in the horizontal direction as described above, the difference between the target value and the current value of the tilt angle is large, and even when the stick is returned to the neutral position, the aircraft quickly moves. There is a problem that overrun occurs without stopping at a certain point, making it difficult to control the position.

この発明の目的は、上記の問題を解決した垂直l1li
着飛行体の飛行制御方法を提供することにある。
The purpose of this invention is to solve the above problems by vertical l1li
An object of the present invention is to provide a flight control method for a landing aircraft.

課題を解決するための手段 この発明による方法は、 ブレードのピッチ角が可変の複数のダクテッドファンが
第1の水平軸に対して対称に配置された垂直離着飛行体
において、第1の水平軸と直交する第2の水平軸方向の
飛行体の位置を制御するために、ダクテッドファンのブ
レードのピッチ角を変えて第1の水平軸を中心とする飛
行体の傾斜角を制御する方法であって、飛行体の上記傾
斜角の目標値と測定値の差に基いて、PID制御により
、ダクテッドファンのブレードのピッチ角を制御し、上
記PID制御の少なくとも比例要素および積分要素の上
記傾斜角の目標値として、上記傾斜角の外部からの指令
値から飛行体の第2の水平軸方向の速度に比例する値を
差引いたものを用いることを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems A method according to the present invention provides a vertical takeoff and landing aircraft in which a plurality of ducted fans with variable pitch angles of blades are arranged symmetrically with respect to a first horizontal axis. A method for controlling a tilt angle of a flying vehicle about a first horizontal axis by changing a pitch angle of a blade of a ducted fan to control a position of the flying vehicle in a second orthogonal horizontal axis, the method comprising: Based on the difference between the target value and the measured value of the inclination angle of the flying object, the pitch angle of the blades of the ducted fan is controlled by PID control, and as the target value of the inclination angle of at least the proportional element and the integral element of the PID control. , a value obtained by subtracting a value proportional to the speed of the flying object in the second horizontal axis direction from the external command value of the inclination angle is used.

作   用 PID制御の比例要素および積分要素の飛行体の傾斜角
の目標値として、傾斜角の外部からの指令値から飛行体
の水平方向の速度に比例する値を差引いたものを用いる
ので、飛行体を傾斜させて水平方向に移動させるときに
、傾斜角の目標値と現在値の差が大きくならず、外部か
らの指令を中立位置に戻すと飛行体がすぐに停止し、オ
ーバーランが生じないので、位置の制御が容易である。
As the target value of the inclination angle of the aircraft for the proportional and integral elements of the operational PID control, the value obtained by subtracting the value proportional to the horizontal velocity of the aircraft from the external command value of the inclination angle is used. When tilting the body and moving in the horizontal direction, the difference between the target value and the current value of the tilt angle is not large, and when an external command is returned to the neutral position, the aircraft stops immediately and an overrun occurs. Since there is no such thing, it is easy to control the position.

実  施  例 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。Example Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図〜第4図は垂直離着飛行体(1)の機械的構成の
1例を示し、第5図は飛行体(1)とその遠隔操縦装置
(2)の電気的構成の1例を示す。
Figures 1 to 4 show an example of the mechanical configuration of the vertical takeoff and landing aircraft (1), and Figure 5 shows an example of the electrical configuration of the aircraft (1) and its remote control device (2). shows.

第1図〜第4図に示すように、飛行体(1)のフレーム
状の機体(3)に4つのダクテッドファン(P)のダク
ト(4)が取付けられている。なお、これらのダクテッ
ドファンは符号(P)で総称し、区別する必要がある場
合には、それぞれ第1フアン(Fl)、第2フアン(F
2)、第3フアン(F3)、第4フアン(F4)と呼ぶ
ことにする。また、以下の説明において、飛行体(1)
上に次のような直角座標を設定する。すなわち、機体(
3)が水平になっている状態において、上から見た機体
で3)の中心を通る鉛直軸を2軸、z軸上の一点(原点
)(0)を通る前後方向の水平軸をX軸、原点(0)を
通る左右方向の水平軸をy軸とし、X軸の前側、y軸の
右側、X軸の下側をそれぞれの正方向とする。また、X
軸まわりの機体(3〉の傾斜角(ロール角)をφ、y軸
まわりの機体(3)の傾斜角(ピッチ角)をθ、2軸ま
わりの機体(3)の傾斜角(ヨー角)をψとする。なお
、ロール角φ、ピッチ角θおよびヨー角ψはそれぞれX
軸、y軸および2軸の正側から見て反時計方向を正方向
とするいわゆる右手系とする。
As shown in FIGS. 1 to 4, ducts (4) of four ducted fans (P) are attached to a frame-shaped body (3) of an aircraft (1). These ducted fans are collectively referred to by the symbol (P), and when it is necessary to distinguish them, they are referred to as the first fan (Fl) and the second fan (Fl), respectively.
2), the third fan (F3), and the fourth fan (F4). In addition, in the following explanation, the flying object (1)
Set the following rectangular coordinates on the top. In other words, the aircraft (
When 3) is horizontal, the vertical axis passing through the center of 3) when viewed from above is the 2 axis, and the horizontal axis in the longitudinal direction passing through a point (origin) (0) on the z axis is the X axis. , the left-right horizontal axis passing through the origin (0) is the y-axis, and the front side of the X-axis, the right side of the y-axis, and the bottom side of the X-axis are the positive directions. Also, X
The inclination angle (roll angle) of the aircraft (3) around the axis is φ, the inclination angle (pitch angle) of the aircraft (3) around the y-axis is θ, the inclination angle (yaw angle) of the aircraft (3) around the 2nd axis is ψ.The roll angle φ, pitch angle θ, and yaw angle ψ are each X
A so-called right-handed system is assumed in which the positive direction is counterclockwise when viewed from the positive side of the axis, y-axis, and two axes.

4つのファン(F)のダクト(4)の中心軸(4a)は
X軸と平行であり、上から見て、4辺がX軸およびy軸
と平行で原点(0〉を中心とする長方形の4つの頂点に
位置している。そして、原点(0)に対して、第1フア
ン(Fl〉は右前に、第2フアン(F2〉は右後に、第
3フアン(F3)は左後に、第4フアン(F4〉は左前
に位置している。したがって、第1フアン(PI)と第
4フアン(F4〉はX軸に対して左右対称、第2フアン
(F2〉と第3フアン(F3〉はX軸に対して左右対称
、第1フアン(Fi)と第2フアン(F2)はy軸に対
して前後対称、第3フアン(F3)と第4フアン(F4
)はy軸に対して前後対称である。
The central axes (4a) of the ducts (4) of the four fans (F) are parallel to the X-axis, and when viewed from above, it is a rectangle with four sides parallel to the X-axis and the y-axis and centered at the origin (0〉). The first fan (Fl) is located at the front right, the second fan (F2) is located at the rear right, and the third fan (F3) is located at the rear left with respect to the origin (0). The fourth fan (F4) is located at the front left. Therefore, the first fan (PI) and the fourth fan (F4) are symmetrical about the X axis, and the second fan (F2) and the third fan (F3 > is symmetrical about the X axis, the first fan (Fi) and the second fan (F2) are front and rear symmetrical about the y axis, and the third fan (F3) and the fourth fan (F4
) is symmetrical about the y-axis.

機体〈3〉の中心に、スロットル開度を制御することに
より回転数が変えられるエンジン(5)が搭載されてお
り、各ファン(P)の上部に、図示しない動力伝達機構
を介してエンジン(5)により互いに等しい速度で回転
させられるブレード(8)が設けられている。ブレード
(6)の回転により、ダクト(4〉の下端から下向きに
空気が吹出され、ファン(P)に上向きの推力が発生す
る。各ファン(P)のブレード(8)は、図示しない駆
動機構により、個別にピッチ角βが変えられるようにな
っている。そして、エンジン(5)の回転数を変えるこ
とにより、4つのファン(F)の回転数が同時に変わり
、これらのファン(F)の推力が同時に変わる。また、
各ファン(F)のブレード(6)のピッチ角βを個別に
変えることにより、各ファン(P)の推力が個別に変え
られる。
An engine (5) whose rotational speed can be changed by controlling the throttle opening is mounted in the center of the aircraft body (3), and the engine (5) is connected to the top of each fan (P) via a power transmission mechanism (not shown). Blades (8) are provided which are rotated at equal speeds to each other by 5). As the blades (6) rotate, air is blown downward from the lower end of the duct (4>), generating upward thrust on the fan (P).The blades (8) of each fan (P) are driven by a drive mechanism (not shown). By changing the rotation speed of the engine (5), the rotation speed of the four fans (F) can be changed simultaneously, and the pitch angle β can be changed individually. Thrust changes at the same time.Also,
By individually changing the pitch angle β of the blades (6) of each fan (F), the thrust of each fan (P) can be changed individually.

各ファン(P)の下部に、X軸方向に長くのびる互いに
平行な1対のヨーベーン(7)が設けられている。ヨー
ベーン(7〉は、図示しない駆動機構により、X軸と平
行な軸を中心に左右に傾動させられ、左右方向の傾斜角
(ヨーベーン角)αが変えられるようになっている。1
対のヨーベーン(7)の傾動中心軸は、ダクト(4)の
中心軸(4a)に対してそれぞれ対称な位置にある。1
対のヨーベーン(7)は連動して互いに平行な状態を保
ちながら傾動させられるため、1対のヨーベーン角αは
常に等しい。また、ヨーベーン(7)は、下端が2軸の
正方向を向く中立位置から、左方向(ヨーベーン(7)
の下端が斜め左向きになる方向)および右方向(ヨーベ
ーン(7)の下端が斜め右向きになる方向)に傾動させ
られるが、ヨーベーン(7)が左に傾く方向をヨーベー
ン角αの正方向、ヨーベーン(7)が右に傾く方向をヨ
ーベーン角αの負方向とする。
A pair of yaw vanes (7) extending in the X-axis direction and parallel to each other are provided at the bottom of each fan (P). The yaw vane (7) is tilted left and right about an axis parallel to the X-axis by a drive mechanism (not shown), so that the inclination angle (yaw vane angle) α in the left-right direction can be changed.1
The tilting center axes of the pair of yaw vanes (7) are located at symmetrical positions with respect to the center axis (4a) of the duct (4). 1
Since the pair of yaw vanes (7) are tilted in conjunction with each other while remaining parallel to each other, the pair of yaw vanes angle α is always equal. In addition, the yaw vane (7) is moved from the neutral position where the lower end faces the positive direction of the two axes to the left (the yaw vane (7)
The lower end of the yaw vane (7) is tilted diagonally to the left) and to the right (the lower end of the yaw vane (7) is tilted diagonally to the right). The direction in which (7) tilts to the right is the negative direction of the yaw vane angle α.

第5図に示すように、飛行体(1)には、高度計〈8)
、慣性航法装置く9)、エンジン回転計((0)、無線
受信器(11)および飛行制御装置(12)が設けられ
ている。また、遠隔操縦装置(2)には、ロール・ステ
ィック(13)、ピッチ・ステイ・ソク(14)、ヨー
・スティック(15)、高度ステイ・ノク(16)およ
び無線送信器(17)が設けられている。
As shown in Figure 5, the aircraft (1) has an altimeter (8).
, an inertial navigation device (9), an engine revolution meter (0), a radio receiver (11), and a flight control device (12).The remote control device (2) is also equipped with a roll stick (2). 13), a pitch stay sok (14), a yaw stick (15), an altitude stay nok (16) and a radio transmitter (17).

ロール・スティック(13〉は、飛行体(1)のロール
角φを制御するためのものである。ピッチ・スティック
(14)は、飛行体(1)のピッチ角θを制御するため
のものである。ヨー・スティック(15)は、飛行体0
)のヨー角ψを制御するためのものである。高度スティ
ック(1B〉は、飛行体(1)の高度を制御するための
ものである。そして、各スティック(13) (14)
 (15) (1B)からは、操作方向と操作量に応じ
た指令信号(指令値)が出力される。
The roll stick (13) is for controlling the roll angle φ of the flying vehicle (1).The pitch stick (14) is for controlling the pitch angle θ of the flying vehicle (1). Yes. Yaw stick (15) is a flying object 0
) to control the yaw angle ψ. The altitude stick (1B) is for controlling the altitude of the flying object (1).Then, each stick (13) (14)
(15) A command signal (command value) corresponding to the operation direction and operation amount is output from (1B).

無線送信器(17)は、これらのスティック(13)(
14) (15) (1B)の出力すなわち指令信号を
飛行体(1)に無線送信するためのものである。
The radio transmitter (17) connects these sticks (13) (
14) (15) This is for wirelessly transmitting the output of (1B), that is, a command signal to the flying object (1).

高度計(8〉は、飛行体(()の高度を測定して、測定
結果を飛行制御装置(12)に送るものであり、たとえ
ばマイクロ波高度計が使用される。
The altimeter (8) measures the altitude of the flying object () and sends the measurement result to the flight control device (12), and for example, a microwave altimeter is used.

慣性航法装置(9)は、図示は省略したが、加速度計、
振動ジャイロ、磁気方位センサおよびコンピュータを備
えており、飛行体(1)の3軸方向の加速度d” x/
d t2 d2y/d t2d2z/dt2および速度
U(−dx/dt)、V(−dy/dt)、W(=dz
/dt)、ならびに飛行体(1)のロール角φ、ピッチ
角θ、ヨー角ψおよびこれらの角速度dφ/dt。
Although not shown, the inertial navigation device (9) includes an accelerometer,
It is equipped with a vibrating gyro, a magnetic orientation sensor, and a computer, and is equipped with a vibrating gyro, a magnetic orientation sensor, and a computer to calculate the acceleration of the flying object (1) in the three-axis directions d” x/
d t2 d2y/d t2d2z/dt2 and speed U(-dx/dt), V(-dy/dt), W(=dz
/dt), and the roll angle φ, pitch angle θ, yaw angle ψ of the aircraft (1) and their angular velocities dφ/dt.

dθ/dt、dψ/dtを求めて、飛行制御装置く12
〉に送る。
Calculate dθ/dt and dψ/dt, and
〉.

、エンジン回転計(10)は、エンジン(5)の回転数
を測定して、測定結果を飛行制御装置(12)に送るも
のであり、たとえばパルスエンコーダより構成されてい
る。
The engine revolution meter (10) measures the revolution speed of the engine (5) and sends the measurement result to the flight control device (12), and is composed of, for example, a pulse encoder.

受信器(11)は、遠隔操縦装置(2)の送信器(17
)から送られてくる信号を受信して、飛行制御装置(1
2)に送るものである。
The receiver (11) is connected to the transmitter (17) of the remote control device (2).
) receives the signal sent from the flight control device (1
2).

飛行制御装置(12)は、図示は省略したが、コンピュ
ータなどを備えており、受信器(11)、高度計(8)
、慣性航法装置(9)およびエンジン回転計(10)の
出力に基いて、エンジン(5〉の回転数、ファン(F)
のブレード(6)のピッチ角βおよびヨーベーン角αを
制御する。
Although not shown, the flight control device (12) is equipped with a computer, etc., and includes a receiver (11) and an altimeter (8).
, based on the output of the inertial navigation device (9) and the engine revolution meter (10), the rotation speed of the engine (5>), the fan (F)
The pitch angle β and yaw vane angle α of the blade (6) are controlled.

遠隔操縦装置(2)のスティック(13) (14) 
(15)(1B)が操作されていない場合、エンジン(
5〉の回転数、ファン(F)のブレード(6)のピッチ
角βおよびヨーベーン角αが1当に制御されて、飛行体
(1〉が空中の定位置に一定の姿勢で停止している。こ
の場合、4つのファン(P)のブレード(6)のピッチ
角βはほぼ等しく、ヨーベーン(7〉はほぼ中立位置に
制御されている。また、4つのファン(P)の推力と重
力とが釣合うように、エンジン(5)の回転数とブレー
ド(6)のピッチ角βが制御されている。4つのファン
(P)のブレード(6〉のピッチ角βがほぼ等しくなっ
ているため、これらの推力もほぼ等しくなっている。こ
のため、X軸およびy軸まわりのモーメントが作用せず
、飛行体(1)はほぼ水平な姿勢を保っている。飛行体
(1)がほぼ水平になっていると、ファン(F)の推力
は鉛直上向きになり、水平方向の力が作用しないので、
飛行体(1)が水平方向に移動することはない。そして
、4つのファン(P)の推力と重力が釣合っているため
、飛行体(1)は一定の高度を保っている。
Sticks (13) (14) of remote control device (2)
(15) If (1B) is not operated, the engine (
The rotational speed of the fan (F), the pitch angle β and the yaw vane angle α of the blades (6) of the fan (F) are precisely controlled, and the flying object (1) is stopped at a fixed position in the air with a constant attitude. In this case, the pitch angles β of the blades (6) of the four fans (P) are almost equal, and the yaw vanes (7) are controlled to an almost neutral position.In addition, the thrust of the four fans (P) and gravity The rotational speed of the engine (5) and the pitch angle β of the blades (6) are controlled so that , these thrust forces are also almost equal. Therefore, moments around the X-axis and y-axis do not act, and the flying object (1) maintains an almost horizontal attitude. , the thrust of the fan (F) is vertically upward and no horizontal force is applied, so
The flying object (1) does not move horizontally. Since the thrust of the four fans (P) and gravity are balanced, the flying object (1) maintains a constant altitude.

また、4つのファン(F〉のヨーベーン(7)がほぼ中
立位置にあるため、飛行体(1)に2軸まわりのモーメ
ントが働かず、飛行体(1)が2軸まわりに旋回するこ
とがない。なお、飛行体(1)のこのような状態を中立
状態と呼ぶことにする。
In addition, since the yaw vanes (7) of the four fans (F) are at almost neutral positions, the moment around the two axes does not act on the aircraft (1), and the aircraft (1) cannot turn around the two axes. Note that this state of the flying object (1) will be referred to as a neutral state.

上記のような中立状態から、遠隔操縦装置(2)、のス
ティック(13) (14) (15) (18)を操
作すると、その操作方向と操作量すなわち指令信号に応
じて、エンジン(5)の回転数、各ファン(F)のブレ
ード(6〉のピッチ角βおよびヨーベーン角αが制御さ
れ、その結果、飛行体(1)の高度、姿勢および水平方
向の位置が制御される。
When the sticks (13) (14) (15) (18) of the remote control device (2) are operated from the neutral state as described above, the engine (5) , the pitch angle β and the yaw vane angle α of the blades (6) of each fan (F) are controlled, and as a result, the altitude, attitude, and horizontal position of the flying object (1) are controlled.

たとえば、高度スティック〈16〉を上昇方向に操作す
ると、推力が増加するように、4つのファン(P)のブ
レード(6)のピッチ角βが制御されるとともに、エン
ジン(5)の回転数が増速され、飛行体(1)が上昇す
る。逆に、高度スティック(16)を下降方向に操作す
ると、推力が減少するように、4つのファン(P)のブ
レード(6)のピッチ角βが制御されるとともに、エン
ジン(5)の回転数が減速され、飛行体(1)が下降す
る。そして、高度スティック(16)を中立位置に戻す
と、推力と重力が釣合うように、4つのファン(F)の
ブレード(6)のピッチ角βとエンジン(5)の回転数
が制御され、飛行体(1)はそのときの高度に停止する
。また、高度スティック(16)が中立位置にある状態
でも、飛行体(1)の高度が低くなると、上記のように
推力を増加させて飛行体(1)を上昇させ、飛行体(1
)の高度が高くなると、上記のように推力を減少させて
させて飛行体(1)を下降させ、高度を一定に保つ。
For example, when the altitude stick <16> is operated in the upward direction, the pitch angle β of the blades (6) of the four fans (P) is controlled to increase the thrust, and the rotation speed of the engine (5) is also increased. The speed is increased and the flying object (1) ascends. Conversely, when the altitude stick (16) is operated in the downward direction, the pitch angle β of the blades (6) of the four fans (P) is controlled so that the thrust is reduced, and the rotation speed of the engine (5) is is decelerated, and the flying object (1) descends. Then, when the altitude stick (16) is returned to the neutral position, the pitch angle β of the blades (6) of the four fans (F) and the rotation speed of the engine (5) are controlled so that thrust and gravity are balanced. The flying object (1) stops at the altitude at that time. In addition, even when the altitude stick (16) is in the neutral position, when the altitude of the aircraft (1) becomes low, the thrust is increased as described above to raise the aircraft (1).
) becomes higher, the thrust is reduced as described above to lower the flying object (1) and keep the altitude constant.

ロール・スティック(13)を正方向に操作すると、左
側の2つのファン(P3) (P4)の推力が操作量に
応じた同じ量だけ増加するように、これらのブレード(
6)のピッチ角βが制御され、同時に、右側の2つのフ
ァン(PI) (P2)の推力が上記と同じ量だけ減少
するように、これらのブレード(6)のピッチ角βが制
御される。これにより、飛行体(1)に、X軸まわりの
ロール角φの正方向のモーメントが働き、飛行体(1)
がロール角φの正方向すなわち右に傾いて、右側が低く
左側が高くなる。このため、ファン(F)の推力は右斜
め上方を向き、y軸歪方向の力が作用するので、飛行体
(1)は右に傾いた状態でy軸歪方向(右方向)に移動
する。
These blades (
6) and at the same time the pitch angle β of these blades (6) is controlled such that the thrust of the two right fans (PI) (P2) is reduced by the same amount as above. . As a result, a moment in the positive direction of the roll angle φ around the X axis acts on the aircraft (1), and the aircraft (1)
is tilted in the positive direction of the roll angle φ, that is, to the right, so that the right side is lower and the left side is higher. Therefore, the thrust of the fan (F) is directed diagonally upward to the right, and a force in the y-axis strain direction acts, so the flying object (1) moves in the y-axis strain direction (to the right) while tilting to the right. .

逆に、ロール・スティック(13)を負方向に操作する
と、右側の2つのファン(Pi) (P2)の推力が操
作量に応じた同じ量だけ増加するように、これらのブレ
ード(6)のピッチ角βが制御され、同時に、左側の2
つのファン(p3) (P4)の推力が上記と同じ量だ
け減少するように、これらのブレード(6)のピッチ角
βが制御される。これにより、飛行体(1)に、X軸ま
ゎりのロール角φの負方向のモーメントが働き、飛行体
(1)がロール角φの負方向すなわち左に傾いて、左側
が低く右側が高くなる。このため、ファン(P)の推力
は左斜め上方を向き、y軸負方向の力が作用するので、
飛行体(1〉は左に傾いた状態でy軸負方向(左方向)
に移動する。
Conversely, when the roll stick (13) is operated in the negative direction, these blades (6) are adjusted so that the thrust of the two right fans (Pi) (P2) increases by the same amount according to the operation amount. The pitch angle β is controlled, and at the same time the left two
The pitch angle β of these blades (6) is controlled such that the thrust of the two fans (p3) (P4) is reduced by the same amount as above. As a result, a moment is applied to the flying object (1) in the negative direction of the roll angle φ around the Become. Therefore, the thrust of the fan (P) is directed diagonally upward to the left, and a force in the negative direction of the y-axis acts.
Aircraft (1> is tilted to the left in the negative y-axis direction (leftward)
Move to.

そして、ロール・スティック(13〉を中立位置に戻す
と、4つのファン(F)の推力がほぼ等しくなるように
、これらのブレード(8)のピッチ角βが制御され、飛
行体(1)は水平な姿勢に戻る。ロール・スティック(
13)が中立位置にある状態でも、飛行体(1)のロー
ル角φが中立状態から負方向に変化すると、上記のよう
にロール角φの正方向のモーメントが生じるように左側
のファン(F3) (F4)のブレード〈6)のピッチ
角βと右側のファン(PL)(F2)のブレード(6)
のピッチ角βが逆方向に制御され、飛行体(1)のロー
ル角φが中立状態から正方向に変化すると、上記のよう
にロール角φの負方向のモーメントが生じるように右側
のファン(PI)(F2)のブレード(6)のピッチ角
βと左側のファン(F3) CF4)のブレード(B)
のピッチ角βが逆方向に制御され、飛行体(1〉は水平
な姿勢に保たれる。
Then, when the roll stick (13>) is returned to the neutral position, the pitch angle β of these blades (8) is controlled so that the thrust of the four fans (F) is approximately equal, and the aircraft (1) Return to horizontal position. Roll stick (
13) is in the neutral position, when the roll angle φ of the aircraft (1) changes from the neutral state to the negative direction, the left fan (F3 ) Pitch angle β of blade <6) of (F4) and blade (6) of right fan (PL) (F2)
When the pitch angle β of the aircraft (1) is controlled in the opposite direction and the roll angle φ of the aircraft (1) changes from the neutral state to the positive direction, the right fan ( Pitch angle β of blade (6) of PI) (F2) and blade (B) of left fan (F3) CF4)
The pitch angle β of is controlled in the opposite direction, and the flying vehicle (1〉) is kept in a horizontal attitude.

ピッチ・スティック(14〉を正方向に操作すると、前
側の2つのファン(PIXF4)の推力が操作量に応じ
た同じ量だけ増加するように、これらのブレード(6)
のピッチ角βが制御され、同時に、後側の2つのファン
(F2) (F3)の推力が上記と同じ量だけ減少する
ように、これらのブレード(6)のピッチ角βが制御さ
れる。これにより、飛行体〈1〉に、y軸まわりのピッ
チ角θの正方向のモーメントが働き、飛行体(1)がピ
ッチ角θの正方向すなわち後に傾いて、後側が低く前側
が高くなる。このため、ファン(P)の推力は後斜め上
方を向き、X軸負方向の力が作用するので、飛行体(1
)は後に傾いた状態でX軸負方向(後方向)に移動する
These blades (6) are adjusted so that when the pitch stick (14) is operated in the positive direction, the thrust of the two front fans (PIXF4) increases by the same amount according to the amount of operation.
At the same time, the pitch angle β of these blades (6) is controlled such that the thrust of the two rear fans (F2) (F3) is reduced by the same amount as above. As a result, a moment in the positive direction of the pitch angle θ around the y-axis acts on the flying object <1>, causing the flying object (1) to tilt in the positive direction of the pitch angle θ, that is, to the rear, so that the rear side becomes lower and the front side becomes higher. For this reason, the thrust of the fan (P) is directed diagonally upward to the rear, and a force in the negative direction of the X-axis acts.
) moves in the negative direction of the X axis (backward direction) while tilting backward.

逆に、ピッチ・スティック(14)を負方向に操作する
と、後側の2つのファン(F2) (F3)の推力が操
作量に応じた同じ量だけ増加するように、これらのブレ
ード(13)のピッチ角βが制御され、同特に、前側の
2つのファン(PI)(F4)の推力が上記と同じ量だ
け減少するように、これらのブレード(6〉のピッチ角
βが制御される。これにより、飛行体(1)に、y軸ま
わりのピッチ角θの負方向のモーメントが働き、飛行体
(1)がピッチ角θの負方向すなわち前に傾いて、前側
が低く後側が高くなる。このため、ファン(P)の推力
は前斜め上方を向き、X軸圧方向のカが作用するので、
飛行体(1)は前に傾いた状態でX軸圧方向(前方向)
に移動する。
Conversely, when the pitch stick (14) is operated in the negative direction, these blades (13) In particular, the pitch angle β of these blades (6>) is controlled so that the thrust of the two front fans (PI) (F4) is reduced by the same amount as above. As a result, a moment in the negative direction of the pitch angle θ around the y-axis acts on the flying object (1), and the flying object (1) tilts in the negative direction of the pitch angle θ, that is, forward, so that the front side is lower and the rear side is higher. .For this reason, the thrust of the fan (P) is directed diagonally upward and forward, and the force in the X-axis pressure direction acts, so
The flying object (1) is tilted forward in the X-axis pressure direction (forward direction)
Move to.

そして、ピッチ・スティック(工4)を中立位置に戻す
と、4つのファン(F)の推力がほぼ等しくなるように
、これらのブレード(6)のピッチ角βが制御され、飛
行体(1)は水平な姿勢に戻る。ロール・スティック(
13)が中立位置にある状態でも、飛行体(1)のピッ
チ角θが中立状態から負方向に変化すると、上記のよう
にピッチ角θの正方向のモーメントが生じるように前側
のファン(Pi) (F4)のブレード(6〉のピッチ
角βと後側のファン(F2) (F3)のブレード(6
)のピッチ角βが逆方向に制御され、飛行体(1)のピ
ッチ角θが中立状態から正方向に変化すると、上記のよ
うにピッチ角θの負方向のモーメントが生じるように後
側のファン(F2) (F3)のブレード(6)のピッ
チ角βと前側のファン(PL)(F4)のブレード(6
)のピッチ角βが逆方向に制御され、飛行体(1)は水
平な姿勢に保たれる。
Then, when the pitch stick (4) is returned to the neutral position, the pitch angle β of these blades (6) is controlled so that the thrust of the four fans (F) is approximately equal, and the aircraft (1) returns to a horizontal position. Roll stick (
13) is in the neutral position, when the pitch angle θ of the aircraft (1) changes from the neutral state to the negative direction, the front fan (Pi ) (F4) blade (6> pitch angle β and rear fan (F2) (F3) blade (6)
) is controlled in the opposite direction, and when the pitch angle θ of the aircraft (1) changes from the neutral state to the positive direction, the rear side is controlled so that a moment in the negative direction of the pitch angle θ is generated as described above. Pitch angle β of blade (6) of fan (F2) (F3) and blade (6) of front fan (PL) (F4)
) is controlled in the opposite direction, and the flying object (1) is kept in a horizontal attitude.

ヨー・スティック(15)を正方向に操作すると、前側
の2つのファン(Fl) (F4)のヨーベーン(7〉
が操作量に応じた同じ量だけ左に傾けられ、同時に、後
側の2つのファン(F2) (Pa)のヨーベーン(7
)が上記と同じ量だけ右に傾けられる。これにより、前
側のファン(PI) (F4)については、推力が右斜
め上方を向いて、y軸止方向の力が作用し、後側のファ
ン(F2) (F3)については、推力が左斜め上方を
向いて、y軸負方向の力が作用する。このため、飛行体
(1)に、2軸まわりのヨー角ψの正方向のモーメント
が働き、飛行体(1)はこの方向に旋回する。
When the yaw stick (15) is operated in the forward direction, the yaw vanes (7) of the two front fans (Fl) (F4)
is tilted to the left by the same amount according to the amount of operation, and at the same time, the yaw vanes (7) of the two rear fans (F2) (Pa)
) is tilted to the right by the same amount as above. As a result, for the front fan (PI) (F4), the thrust is directed diagonally upward to the right and a force acts in the y-axis stopping direction, and for the rear fan (F2) (F3), the thrust is directed to the left. A force in the negative direction of the y-axis acts diagonally upward. Therefore, a moment in the positive direction of the yaw angle ψ about the two axes acts on the flying object (1), and the flying object (1) turns in this direction.

逆に、ヨー◆スティック(15)を負方向に操作すると
、前側の2つのファン(PL)(F4)のヨーベ−ン(
7)が操作ユに応じた同じ量だけ右に傾けられ、同時に
、後側の2つのファン(F2) (F3)のヨーベーン
(7)が上記と同じ量だけ左に傾けられる。これにより
、前側のファン(Fl) (F4)については、推力が
左斜め上方を向いて、y軸負方向のカが作用し、後側の
ファン(F2) (F3)については、推力が右斜め上
方を向いて、y軸止方向の力が作用する。このため、飛
行体(1)に、2軸まわりのヨー角ψの負方向のモーメ
ントが働き、飛行体0〉はこの方向に旋回する。
Conversely, if you operate the yaw stick (15) in the negative direction, the yaw vanes (of the two front fans (PL) (F4)
7) is tilted to the right by the same amount depending on the operating unit, and at the same time, the yaw vanes (7) of the two rear fans (F2) (F3) are tilted to the left by the same amount as above. As a result, for the front fans (Fl) (F4), the thrust is directed diagonally upward to the left, and a force in the negative direction of the y-axis is applied, and for the rear fans (F2) (F3), the thrust is directed to the right. A force is applied diagonally upward and in the y-axis stopping direction. Therefore, a moment in the negative direction of the yaw angle ψ about the two axes acts on the aircraft (1), and the aircraft 0> turns in this direction.

そして、ヨー・スティック(15)を中立位置に戻すと
、4つのファン(F)のヨーベーン(7) カ中立位置
に戻され、飛行体(1)の旋回が停止する。ヨー・ステ
ィック(15)が中立位置にある状態でも、飛行体(1
)のヨー角ψが中立状態から負方向に変化すると、上記
のようにヨー角ψの正方向のモーメントが生じるように
前側のファン(PI)(F4)のヨーベーン(7)と後
側のファン(F2) (F3)のヨーベーン(7〉が逆
方向に制御され、飛行体(1)のヨー角ψが中立状態か
ら正方向に変化すると、上記のようにヨー角ψの負方向
のモーメントが生じるように前側のファン(PL) (
F4)のヨーベーン(7)と後側のファン(F2) (
F3)のヨーベーン(7)が逆方向に制御され、飛行体
(1)は中立状態に保たれる。
Then, when the yaw stick (15) is returned to the neutral position, the yaw vanes (7) of the four fans (F) are returned to the neutral position, and the turning of the aircraft (1) is stopped. Even when the yaw stick (15) is in the neutral position, the aircraft (1
) changes from the neutral state to the negative direction, the yaw vane (7) of the front fan (PI) (F4) and the rear fan generate a moment in the positive direction of the yaw angle ψ as described above. When the yaw vanes (7> of (F2) and (F3) are controlled in the opposite direction and the yaw angle ψ of the aircraft (1) changes from the neutral state to the positive direction, the moment of the yaw angle ψ in the negative direction increases as described above. Front fan (PL) (
F4) yaw vane (7) and rear fan (F2) (
The yaw vane (7) of F3) is controlled in the opposite direction, keeping the aircraft (1) in a neutral state.

これまでの説明においては、各スティック(13)(1
4) (15) (16)を個別に操作する場合を示し
たが、複数のスティック(13) (14) (15)
 (1B)を同時に操作した場合の動作は、上記の動作
を合わせたものになる。
In the explanation so far, each stick (13) (1
4) (15) (16) are shown individually, but multiple sticks (13) (14) (15)
The operation when (1B) is operated at the same time is a combination of the above operations.

次に、上記の制御動作をさらに詳細に説明する。Next, the above control operation will be explained in more detail.

まず、飛行体(1)のロール角φおよびピッチ角θの制
御について説明すると、制御に必要なモーメントを得る
ための右側、左側、前側および後側のファン(F)のブ
レード(6)のピッチ角の制御量δは、次の式(1)〜
(4)のようになる。
First, to explain the control of the roll angle φ and pitch angle θ of the flying object (1), the pitch of the blades (6) of the right, left, front, and rear fans (F) is to obtain the moment necessary for control. The angle control amount δ is expressed by the following formula (1) ~
It becomes like (4).

なお、この制御量δは、必要なモーメントを得るための
推力に比例している。
Note that this control amount δ is proportional to the thrust for obtaining the necessary moment.

δ、、−K−rf (φ0−φ)dt −KIP、J’(φ。−φ) K−ad/dt(φ0−φ)  ・−・−(1)δ1.
−   K−rl  (φ0−φ)dt十に−Pf (
φ0−φ) +に−Dd/dt(φ0−φ)  ・・・−(2)δz
−K−rf  (δ0−〇)dt +KY、f (θ。−θ) 十KrDd/dt (θ0−θ) −−−−・−(3)
δ+、W   K−IJ’  (θ。−θ)dtKyP
、l’(δ0−〇) K yod / d  t  (θ。−θ)・・・・・
・(4〉δの添字tr (transverse ri
ght) % tl (transverse 1ef
t ) 、If (longitudinal fro
nt)およびlr (longitudinal re
ar )はそれぞれ右側、左側、前側および後側を表わ
している。Kはコントロールゲインであり、Kヨiおよ
びKFIはPID制御要素のうちの積分要素のゲイン、
KxPおよびに、Pは比例要素のゲイン、KxDおよび
に、0は微分要素のゲインをそれぞれ表わしている。
δ,, -K-rf (φ0-φ)dt -KIP, J'(φ.-φ) K-ad/dt(φ0-φ) ・-・-(1) δ1.
- K-rl (φ0-φ) dt ten-Pf (
φ0-φ) + to -Dd/dt(φ0-φ) ...-(2) δz
−K−rf (δ0−〇)dt +KY, f (θ.−θ) 10KrDd/dt (θ0−θ) −−−−・−(3)
δ+, W K-IJ' (θ.-θ)dtKyP
, l'(δ0-〇) K yod / dt (θ.-θ)...
・(4> δ subscript tr (transverse ri
ght) % tl (transverse 1ef
t ), If (longitudinal fro
nt) and lr (longitudinal re
ar ) represent the right side, left side, front side, and rear side, respectively. K is the control gain, Kyoi and KFI are the gains of the integral element among the PID control elements,
In KxP and KxP, P represents the gain of the proportional element, and KxD and 0 represents the gain of the differential element, respectively.

φとθの添字0は目標値を表わしている。また、φとθ
の添字のないものは、測定値(現在値)を表わしている
。これは、以下の説明においても同様である。
The subscript 0 of φ and θ represents the target value. Also, φ and θ
Those without subscripts represent measured values (current values). This also applies to the following description.

式(1)〜〈4〉より明らかなように、右側の推力δ1
.と左側の推力δ1.とは方向(符号)が反対で絶対値
が等しく、前側の推力δ11と後側の推力δ1.とは方
向(符号)が反対で絶対値が等しい。
As is clear from equations (1) to <4>, the right thrust δ1
.. and left thrust δ1. are opposite in direction (sign) and equal in absolute value, front thrust δ11 and rear thrust δ1. The direction (sign) is opposite and the absolute value is the same.

4つのファン(P)のブレード(B)のピッチ角の制御
量δβ1は、その位置に対応して、式(1)、〜(4)
の2つを加えたものであり、次の式(5)〜(8〉のよ
うになる。
The control amount δβ1 of the pitch angle of the blades (B) of the four fans (P) is determined by formulas (1) to (4) according to their positions.
is the sum of the following two equations (5) to (8).

δβ1−δ、+δ■・・・・・・(5)δβ2−δ12
+δ、t・・・・・・(6)δβ、−δ、+δ6.・・
・・・・(7〉δβ4−δ1.+δ、・・・・・・(8
)δβの添字1は第1フアン(PL)、2は第2フアン
(F2)、3は第3フアン(F3)、4は第4フアン(
F4)をそれぞれ表わしている。第1フアン〈Fl〉は
右前に位置しているので、第1フアン(PI)のブレー
ド(6)のピッチ角の制御量δβ、は右側の制御量δ1
.と前側の制御量δ1fとを加えたものになっている。
δβ1-δ, +δ■・・・・・・(5) δβ2-δ12
+δ, t...(6) δβ, -δ, +δ6.・・・
・・・・・・(7〉δβ4−δ1.+δ,・・・・・・(8
) of δβ, the subscript 1 is the first fan (PL), 2 is the second fan (F2), 3 is the third fan (F3), and 4 is the fourth fan (F3).
F4) respectively. Since the first fan <Fl> is located at the front right, the control amount δβ of the pitch angle of the blade (6) of the first fan (PI) is the control amount δ1 on the right side.
.. and the front control amount δ1f.

他のファン(F2) (F3)(F4)についても、同
様である。
The same applies to the other fans (F2), (F3), and (F4).

このようなPID制御においては、通常、目標値φ。お
よびθ。とじて、ロール・スティック(I3)の指令値
φ、およびピッチ・スティック(14)の指令値θ、が
用いられる。
In such PID control, the target value φ is usually set. and θ. As a result, the command value φ of the roll stick (I3) and the command value θ of the pitch stick (14) are used.

前述のように飛行体(1)を中立状態に保持する制御の
場合は、これでも差支えないが、前述のようにロール・
スティック(13)およびピッチ・スティック(14)
の操作により飛行体(1)を傾けて水平方向に移動させ
る場合は、これでは、スティック(13)(14)を中
立位置に戻したときに飛行体(1)がすぐに停止せず、
オーバーランが生じるため、位置の制御が困難である。
As mentioned above, in the case of control to maintain the aircraft (1) in a neutral state, this is fine, but as mentioned above, roll
Stick (13) and pitch stick (14)
When the flying object (1) is tilted and moved horizontally by the operation, the flying object (1) will not stop immediately when the sticks (13) and (14) are returned to the neutral position
Position control is difficult due to overrun.

このような問題を解決するため、この実施例では、ロー
ル角およびピッチ角の目標値φ0およびθ。に、次のよ
うに、指令値φ1、θ、から傾きに対応する水平方向の
飛行体(1)の速度V、Uに比例する分を差引いた値を
用いている。
In order to solve such problems, in this embodiment, target values φ0 and θ of the roll angle and pitch angle are set. As shown below, a value obtained by subtracting a value proportional to the velocity V, U of the flying object (1) in the horizontal direction corresponding to the inclination from the command value φ1, θ is used.

φo −−K 6 o V十φ、・・・・・・(9)θ
。−K、。U十θ、・・・・・・(lO)このため、ス
ティック(13) (14)を中立位置に戻したときに
飛行体(1)がすぐに停止し、オーバーランが生じない
ため、位置の制御が容易になる。
φo −−K 6 o V + φ, (9) θ
. -K. U + θ, ... (lO) Therefore, when the sticks (13) and (14) are returned to the neutral position, the flying object (1) will stop immediately and no overrun will occur, so the position control becomes easier.

ただし、微分要素の目標値φ。およびθ。には、次のよ
うに、スティック(13) (14)からの指令値φ、
およびθ、をそのまま使用してもよい。
However, the target value φ of the differential element. and θ. The command values φ from the sticks (13) and (14) are as follows:
and θ may be used as is.

φ、。−φ、 ・・・・・・(11) θ。−θ、 ・・・・・・02) 次に、飛行体(1)のヨー角ψの制御について説明する
と、制御に必要なモーメントを得るための4つのファン
(F)のヨーベーン角の制御量δα、は、次の式(13
〉〜(16)のようになる。
φ,. −φ, ...(11) θ. -θ, ...02) Next, to explain the control of the yaw angle ψ of the aircraft (1), the amount of control of the yaw vane angle of the four fans (F) to obtain the moment necessary for control is as follows. δα, is the following formula (13
〉~(16).

δα1−  K−+j (ψ0−ψ)dt+に、P、1
’(ψ0−ψ) + K =od / d t  (ψ0−ψ) −−−
−・−(13)δα2−  K−IJ’ (ψ。−ψ)
dtK、P、1’(ψ。−ψ) −K 、od / d  t  (ψ。−ψ)  ・−
・・・(14)δα、−−に、lJ’  (ψ。−ψ)
dt−に−pf  (ψ0−ψ) −に、、d/di  (ψ。−ψ)・・・・・・(15
)δα4  ”   K−+、l’  (ψ0−ψ)d
t+に、pJ’(ψ0−ψ) + K 、od / (l t  (ψ。−ψ)・・・
・・・(16)これらの式より明らかなように、第1フ
アン(Fl)と第4フアン(F4)のヨー角は方向およ
び絶対値が同じであり、第2フアン(F2)と第3フア
ン(F3〉のヨー角は方向および絶対値が同じである。
δα1− K−+j (ψ0−ψ)dt+, P, 1
'(ψ0−ψ) + K = od / d t (ψ0−ψ) −−−
−・−(13) δα2− K−IJ′ (ψ.−ψ)
dtK, P, 1' (ψ.-ψ) -K, od / dt (ψ.-ψ) ・-
...(14) δα, --, lJ' (ψ.-ψ)
dt- to -pf (ψ0-ψ) -, d/di (ψ.-ψ)... (15
) δα4 ” K-+, l' (ψ0-ψ)d
At t+, pJ' (ψ0-ψ) + K, od / (lt (ψ.-ψ)...
...(16) As is clear from these equations, the direction and absolute value of the yaw angles of the first fan (Fl) and the fourth fan (F4) are the same, and the yaw angles of the second fan (F2) and the third fan (F2) are the same. The yaw angle of the fan (F3) has the same direction and absolute value.

また、第1および第4フアン(PL)(F4)のヨー角
と第2および第3フアン(F2) (F3)のヨー角と
は、方向が反対で絶対値が等しい。
Further, the yaw angles of the first and fourth fans (PL) (F4) and the yaw angles of the second and third fans (F2) (F3) are opposite in direction and have the same absolute value.

なお、この場合の目標値ψ。には、ヨー・スティック(
15)からの指令値ψ、がそのまま用いられる。
Note that the target value ψ in this case. The yaw stick (
The command value ψ from 15) is used as is.

次に、飛行体(1〉の高度の制御について説明すると、
高度の誤差(Ho  H)に伴うエンジン回転数の補正
値ΔNを次のように表わす。
Next, to explain the altitude control of the aircraft (1),
The correction value ΔN of the engine speed due to the altitude error (HoH) is expressed as follows.

ΔN=に一+f (t(o −H) d t+に、P(
HO−H) + K 、od / d t (Ho −H) −・・
・(17)Hoは、高度の目標値であり、高度スティッ
ク(16)からの指令値Hlがそのまま用いられる。
ΔN=to+f (t(o −H) d t+ to P(
HO-H) + K, od / dt (Ho-H) -...
- (17) Ho is the target value of altitude, and the command value Hl from the altitude stick (16) is used as is.

そして、エンジン(5〉のスロットル開度の制御量δT
l+は、次のようになる。
Then, the control amount δT of the throttle opening of the engine (5>
l+ becomes as follows.

δto−Kl+f(No+ΔN−N)dt十K I P
 CN o+ΔN−N)・・・・・・(18)Noは、
ブレード(6〉のピッチ角が中立値のときにファン(P
)が重力に匹敵する推力を発生するエンジン回転数であ
る。ブレード(6〉のピッチ角の中立値は両方向に十分
余裕があるように決められ、これが定まると、Noが計
算または実験によって求められる。
δto-Kl+f(No+ΔN-N)dt10K I P
CN o+ΔN-N)...(18) No is
When the pitch angle of the blade (6〉) is a neutral value, the fan (P
) is the engine rotation speed that generates a thrust comparable to gravity. The neutral value of the pitch angle of the blade (6>) is determined so that there is sufficient margin in both directions, and once this is determined, No. is determined by calculation or experiment.

一方、高度の誤差の補正には、即応性を重視して、ファ
ン(P)のブレード(6)のピッチ角も変化させること
にし、その制御量δ、を次のように表わす。
On the other hand, in order to correct the altitude error, the pitch angle of the blades (6) of the fan (P) is also changed, with emphasis on quick response, and the control amount δ is expressed as follows.

δb−Kxf  (Ho   H)  d  t+に+
p(Ho   H) +に+od/ d  t  (Ha   H)−−(1
9)したがって、最終的なピッチ角の制御量δβは、式
(5)〜(8)と式(19)とを加え合わせて、次のよ
うになる。
δb−Kxf (Ho H) d t+ +
p(Ho H) + to +od/ d t (Ha H)--(1
9) Therefore, the final pitch angle control amount δβ is obtained by adding equations (5) to (8) and equation (19) as follows.

δβ1−δ1.十δ、f十6.・・・・・・(20)δ
β2−δ、+δ+、+δ、・・・・・・(21)δβ、
−δ、+65.+δ、・・・・・・(22〉δβ4−δ
、1+δ、+δ、・・・・・・(23)このように、フ
ァン(P)のブレード(6〉のピッチ角とエンジン(5
〉の回転数の両方を制御することによって飛行体(1)
の高度を制御するので、ブレード(6)のピッチ角を広
範囲に変える必要がない。したがって、ロスが小さくて
、失速のおそれもなく、エンジン(5)を小型化できる
δβ1−δ1. 10δ, f16.・・・・・・(20)δ
β2−δ, +δ+, +δ, (21) δβ,
−δ, +65. +δ,...(22〉δβ4−δ
, 1+δ, +δ, (23) In this way, the pitch angle of the blades (6> of the fan (P) and the engine (5)
〉By controlling both the rotation speed of the flying vehicle (1)
Since the altitude of the blade (6) is controlled, it is not necessary to change the pitch angle of the blade (6) over a wide range. Therefore, the loss is small, there is no fear of stalling, and the engine (5) can be downsized.

上記実施例にはダクテッドファンが4つのものを示した
が、ダクテッドファンの数は適宜変更可能である。また
、ヨーベーンについても、1対のヨーベーンを1枚のヨ
ーベーンに置換えてもよい。
Although the above embodiment shows four ducted fans, the number of ducted fans can be changed as appropriate. Also, regarding the yaw vanes, the pair of yaw vanes may be replaced with one yaw vane.

発明の効果 この発明の方法によれば、上述のように、飛行体の傾斜
角の目標値と現在値の差が大きくならず、外部からの指
令を中立位置に戻すと飛行体がすぐに停止し、オーバー
ランが生じないので、位置の制御が容易になる。
Effects of the Invention According to the method of this invention, as described above, the difference between the target value and the current value of the inclination angle of the aircraft does not become large, and the aircraft stops immediately when an external command is received to return it to the neutral position. However, since no overrun occurs, the position can be easily controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の実施例を示す垂直離着飛行体の斜視
図、第2図は同平面図、第3図は同一部切欠き側面図、
第4図は同一部切欠き背面図、第5図は飛行体とその遠
隔操縦装置の電気ブロック図である。 (1)・・・垂直1ll1着飛行゛体、(2)・・・遠
隔操縦装置、(6)・・・ブレード、(9)・・・慣性
航法装置、(12)・・・飛行制御装置、(13)・・
・ロール・スティック、(14)・・・ピッチ◆スティ
ック、(Fl) (P2) (F3)(F4)・・・ダ
クテッドファン。 以  上
FIG. 1 is a perspective view of a vertical takeoff and landing aircraft showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the same, and FIG. 3 is a partially cutaway side view of the same.
FIG. 4 is a partially cutaway rear view of the same, and FIG. 5 is an electrical block diagram of the flying object and its remote control device. (1)...Vertical 1ll single landing flying object, (2)...Remote control device, (6)...Blade, (9)...Inertial navigation device, (12)...Flight control device , (13)...
・Roll stick, (14)... Pitch ◆ stick, (Fl) (P2) (F3) (F4)... Ducted fan. that's all

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ブレードのピッチ角が可変の複数のダクテッドファンが
第1の水平軸に対して対称に配置された垂直離着飛行体
において、第1の水平軸と直交する第2の水平軸方向の
飛行体の位置を制御するために、ダクテッドファンのブ
レードのピッチ角を変えて第1の水平軸を中心とする飛
行体の傾斜角を制御する方法であって、 飛行体の上記傾斜角の目標値と測定値の差に基いて、P
ID制御により、ダクテッドファンのブレードのピッチ
角を制御し、上記PID制御の少なくとも比例要素およ
び積分要素の上記傾斜角の目標値として、上記傾斜角の
外部からの指令値から飛行体の第2の水平軸方向の速度
に比例する値を差引いたものを用いることを特徴とする
垂直離着飛行体の飛行制御方法。
[Claims] In a vertical takeoff and landing aircraft in which a plurality of ducted fans with variable pitch angles of blades are arranged symmetrically with respect to a first horizontal axis, a second horizontal axis is orthogonal to the first horizontal axis. A method for controlling an inclination angle of an air vehicle about a first horizontal axis by varying a pitch angle of a blade of a ducted fan to control the position of an air vehicle in a direction, the method comprising: Based on the difference between the target value and the measured value, P
The pitch angle of the blades of the ducted fan is controlled by ID control, and the second horizontal plane of the flying object is determined from the external command value of the inclination angle as the target value of the inclination angle of at least the proportional element and the integral element of the PID control. 1. A flight control method for a vertical take-off and landing vehicle, characterized in that a value proportional to an axial speed is subtracted.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010077905A (en) * 2000-02-02 2001-08-20 오오쯔보 료이찌 Suction Nozzle of Compression Preservation Bag and Auxiliary Member Thereof
US7188803B2 (en) 2003-10-24 2007-03-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vertical take-off and landing aircraft
US7568655B2 (en) 2005-08-23 2009-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vertical takeoff and landing aircraft
JP2009248808A (en) * 2008-04-08 2009-10-29 Toyota Motor Corp Missile position control device, and missile

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JP2009248808A (en) * 2008-04-08 2009-10-29 Toyota Motor Corp Missile position control device, and missile

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