[发明专利]一种低成本小型固定翼无人机刹车防滑控制方法

说明书

本发明公开了一种低成本小型固定翼无人机刹车防滑控制方法，包括以下步骤：1）设定刹车防滑机制启动时需满足的条件；2）满足步骤（1）所述条件时，启动刹车防滑监控；3）通过刹车防滑监控，监控无人机在地面运行的速度和无人机机轮的轮速，并判断无人机的机轮是否打滑；4）确认无人机打滑时，使用设定好的分段刹车策略和防滑控制策略，对无人机进行刹车防滑控制；5）当无人机不再打滑时，刹车压力控制按正常策略执行，关闭刹车防滑机制。本发明可使未加装防滑刹车系统的低成本固定翼无人机实现刹车防滑功能，提升了刹车效率和安全性；可以应用于质量较小的小型固定翼无人机的刹车防滑体系中，其没有复杂的系统设备，成本较低。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，具体是指一种低成本小型固定翼无人机刹车防滑控制方法。

背景技术

固定翼小型无人机在着陆滑跑过程中，机轮会受到飞机内部及外部不稳定因素的影响而出现打滑现象，此现象会降低刹车效率、影响无人机安全，需要一种固定翼小型无人机刹车防滑控制方法。目前大型民机和有人军机通常通过防滑刹车系统实现刹车防滑功能，这种防滑刹车系统不仅成本高，系统构型复杂，重量较大，无法适用于低成本和低重量的小型固定翼无人机。受限于成本和重量要求，现有的小型固定翼无人机的刹车防滑机制完全由操控人员判断，对操作人员要求很高，不能满足传统的防滑功能需求，甚至会影响无人机的刹车效率和安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种较为简单，成本较低，提高防滑刹车功能，且适用于小型固定翼无人机的刹车防滑控制方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种低成本小型固定翼无人机刹车防滑控制方法，包括以下步骤：

（1）设定刹车防滑机制启动时需满足的条件；

（2）满足步骤（1）所述条件时，启动刹车防滑监控；

（3）通过刹车防滑监控，监控无人机在地面运行的速度和无人机机轮的轮速，并判断无人机的机轮是否打滑；

（4）确认无人机打滑时，使用设定好的分段刹车策略和防滑控制策略，对无人机进行刹车防滑控制；

（5）当无人机不再打滑时，刹车压力控制按正常策略执行，关闭刹车防滑机制。

本技术方案的工作原理为，使用分段刹车策略和刹车防滑控制策略结合的方式实现刹车防滑功能。分段刹车策略限定无人机不同速度下刹车量，速度越高允许使用刹车量越低，以解决高速下刹车力矩过大而出现的机轮打滑问题。刹车防滑控制策略通过解算固定翼无人机机轮滑移速度判断机轮打滑状态，根据机轮打滑状态和当前无人机状态控制机轮刹车量实现防滑功能，并增加刹车防滑功能退出机制，既能刹车防滑又能兼顾刹车效率。

为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1）中的启动刹车防滑机制需要满足的条件为：

（1.1）无人机所处状态为转着陆滑跑3s后或无人机中止起飞时；

（1.2）无人机的在地面的速度在40km/h至200km/h之间；

（1.3）无人机的机轮速度传感器无故障且电控刹车阀无故障；

（1.4）地面控制站允许启动刹车防滑机制。

为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（3）中，判断无人机的机轮是否打滑的过程为：

（3.1）监控无人机的地面运行速度和无人机机轮的轮速；

（3.2）使用无人机的地面运行速度减去无人机机轮的轮速，测算出无人机机轮的滑移速度；

（3.3）每10~20微秒测算一次无人机机轮的滑移速度，连续三次无人机机轮的滑移速度大于30km/h时，则判断无人机的机轮发生打滑。