[发明专利]一种旋翼机协调转弯控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种旋翼机协调转弯控制方法及系统。该方法包括：获取旋翼机在转弯时的实际飞行参量值和对应的参考参量值；将实际高度值和参考高度值作为高度控制器的输入，采用PID算法，得到速度修正值；将实际速度值、参考速度值和速度修正值作为速度控制器的输入，采用PID算法，得到姿态角修正值和发动机推力；将实际姿态角值、实际角速度值、参考姿态角值和姿态角修正值作为内环姿态控制器的输入，采用鲁棒控制方法，得到控制力矩；将控制力矩和发动机推力作为陆空车辆飞行动力学模型的输入，对旋翼机在转弯时的飞行状态进行控制。采用本发明的方法或系统能够提高旋翼机转弯飞行的平稳性和速度，准确控制航向，减少安全隐患。

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，特别是涉及一种旋翼机协调转弯控制方法及系统。

背景技术

转弯飞行是指目标位置不在当前航向，需要对飞行方向进行调整的一种飞行模式，尤其在对地面目标进行盘旋侦察时，更显其必要性。飞行器在转弯飞行过程中，机身产生了滚转倾斜，使得航向的调整对纵向姿态也有影响；另一方面，机身的倾斜产生了侧滑运动，对机身形成了侧向阻力，不利于飞行稳定，故飞行器在转弯飞行过程中一般采用协调转弯飞行方式。

目前，对飞行器转弯飞行的研究，大多集中在对直升机转弯飞行控制的研究，几乎没有对旋翼机转弯飞行控制进行专门研究。随着旋翼机在陆空领域的广泛应用，对其转弯飞行进行控制，以提高转弯飞行的平稳性和速度，准确控制航向，进而减少安全隐患，显得尤其重要。

发明内容

基于此，有必要提供一种旋翼机协调转弯控制方法及系统，以提高旋翼机转弯飞行的平稳性和速度，准确控制航向，减少安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种旋翼机协调转弯控制方法，包括：

获取旋翼机在转弯时的实际飞行参量值；所述实际飞行参量值包括实际高度值、实际速度值、实际姿态角值和实际角速度值；

获取所述实际飞行参量值对应的参考参量值；所述参考参量值包括参考高度值、参考速度值和参考姿态角值；

将所述实际高度值和所述参考高度值作为高度控制器的输入，采用PID算法，得到速度修正值；

将所述实际速度值、所述参考速度值和所述速度修正值作为速度控制器的输入，采用PID算法，得到姿态角修正值和发动机推力；所述姿态角修正值包括滚转角修正值和俯仰角修正值；

将所述实际姿态角值、所述实际角速度值、所述参考姿态角值和所述姿态角修正值作为内环姿态控制器的输入，采用鲁棒控制方法，得到控制力矩；所述控制力矩包括滚转力矩、俯仰力矩和偏航力矩；

将所述控制力矩和所述发动机推力作为陆空车辆飞行动力学模型的输入，对所述旋翼机在转弯时的飞行状态进行控制。

可选的，所述将所述实际高度值和所述参考高度值作为高度控制器的输入，采用PID算法，得到速度修正值，具体包括：

将所述实际高度值和所述参考高度值做差，得到第一差值；

将所述第一差值作为高度控制器的输入，采用PID算法，得到速度修正值。

可选的，所述将所述实际速度值、所述参考速度值和所述速度修正值作为速度控制器的输入，采用PID算法，得到姿态角修正值和发动机推力，具体包括：

将所述实际速度值中x轴方向的实际速度值和所述参考速度值中x轴方向的参考速度值做差，得到第二差值；

将所述实际速度值中y轴方向的实际速度值和所述参考速度值中y轴方向的参考速度值做差，得到第三差值；

将所述实际速度值中z轴方向的实际速度值和所述参考速度值中z轴方向的参考速度值做差，得到第四差值；