[发明专利]一种基于陆空车辆跳飞的控制方法和系统

说明书

本发明公开一种基于陆空车辆跳飞的控制方法及系统，所述方法先获取初始操纵变量并基于遗传算法，根据所述初始操纵变量确定优化操纵变量；建立陆空车辆跳飞模型；然后对优化操纵变量进行归一化处理，将归一化处理数据输入陆空车辆跳飞模型获得跳飞结束时陆空车辆的操纵向量，根据所述跳飞结束时陆空车辆的操纵向量计算误差最小值；判断所述误差最小值是否在设定范围内；如果所述误差最小值不在所述设定范围内，则将所述优化操纵变量作为初始操纵变量，并返回重新确定优化操纵变量；如果所述误差最小值在所述设定范围内，则根据输出所述优化操纵变量，以使根据所述优化操纵变量控制陆空车辆跳飞，以实现跳飞结束时的状态操纵变量尽可能接近前飞时的状态操纵变量。

技术领域

本发明涉及车辆跳飞控制技术领域，特别是涉及一种基于陆空车辆跳飞的控制方法和系统。

背景技术

跳飞是指将旋翼调整为零升攻角，发动机通过传动系统将旋翼加速到一定转速，一定转速一般约为最小稳定前飞时旋翼转速的1.5倍，然后通过离合器切断发动机与旋翼之间扭矩的传递，增加旋翼攻角至一定值，此时旋翼将产生远大于飞行器重力的升力，实现超短距近垂直起飞。跳飞是从地面行驶到稳定前飞的一个过渡工况，所以跳飞成功的标志是当旋翼转速下降到最小稳定前飞时的转速时，陆空车辆的水平前飞速度不小于最小稳定平飞速度,而不是通常认为的速度为零时刻的轨迹最高点距地面的高度。另外，现有关于陆空车辆飞行控制的研究相当少，尤其是关于跳飞控制的研究更少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于陆空车辆跳飞的控制方法和系统，以实现跳飞结束时的状态尽可能接近前飞时的状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于陆空车辆跳飞的控制方法，所述控制方法包括：

S1：获取跳飞过程纵向运动操作的初始操纵变量；所述初始操纵变量包括：初始的旋翼总距、初始的桨盘横向倾角、初始的螺旋桨转速；

S2：建立陆空车辆跳飞模型；

S3：基于遗传算法，根据所述初始操纵变量确定优化操纵变量；所述优化操纵变量包括：优化的旋翼总距、优化的桨盘横向倾角、优化的螺旋桨转速；

S4：对所述优化操纵变量进行归一化处理，获得归一化处理数据；

S5：将所述归一化处理数据输入所述陆空车辆跳飞模型，输出跳飞结束时陆空车辆的操纵向量；

S6：根据所述跳飞结束时陆空车辆的操纵向量计算误差最小值；

S7：判断所述误差最小值是否在设定范围内；

S8：如果所述误差最小值不在所述设定范围内，则将所述优化操纵变量作为初始操纵变量，并返回步骤S3；

S9：如果所述误差最小值在所述设定范围内，则根据输出所述优化操纵变量，以使根据所述优化操纵变量控制陆空车辆跳飞。

可选的，所述建立陆空车辆跳飞模型，包括：

建立所述陆空车辆跳飞模型的目标函数；

建立所述陆空车辆跳飞模型的约束条件。

可选的，所述建立所述陆空车辆跳飞模型的目标函数，具体公式为：

其中，为时间求导函数，x(t₀)为跳飞开始时的状态，x(t)为系统状态量，所述系统状态量包括：优化的陆空车辆的姿态角、优化的线速度和优化的角速度，u(t)为系统输入量，所述系统输入量为：优化的旋翼总距、优化的桨盘纵向倾角、优化的桨盘横向倾角、优化的垂尾偏转角、优化的螺旋桨转速，f(x(t),u(t))为状态方程。

可选的，所述建立所述陆空车辆跳飞模型的约束条件，具体公式为：