[发明专利]垂直起降无人机的飞行阻力的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种垂直起降无人机的飞行阻力的控制方法及系统，所述控制系统包括升力驱动模块和角度传感器；在垂直起降无人机处于固定翼巡航模式飞行时，角度传感器用于获取目标角度数据；控制器用于根据目标角度数据与初始角度数据获取角度差值；控制器还用于根据角度差值控制升力电机驱动升力螺旋桨转动。本发明能够实现在固定翼巡航模式飞行时，实时获取升力螺旋桨偏离的角度，并及时控制升力电机驱动升力螺旋桨转动，使得升力螺旋桨的朝向与垂直起降无人机的飞行方向平行，同时将升力螺旋桨进行刹车锁定在最小阻力位置，从而最大限度减小了无人机的飞行阻力，减少了巡航功率，增加了航程和航时；另外，也避免了对其他设备造成干扰。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种垂直起降无人机的飞行阻力的控制方法及系统。

背景技术

对于垂直起降无人机，其升力螺旋桨只在垂直起降阶段工作，在固定翼巡航状态下不工作。但是，在实际固定翼巡航过程中，升力螺旋桨会在气动力的作用下产生不规则运动，进而会带来如下问题：

1)增加整机阻力，造成无人机巡航功率增加，航程和航时减少；

2)容易干扰其他设备正常使用，如降落伞开伞过程中，伞绳容易被不规则运动的升力螺旋桨缠绕，从而造成无人机降落伞开伞失败的情况发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中垂直起降无人机在固定翼巡航阶段，升力螺旋桨会在气动力的作用下产生不规则运动，容易造成增加整机阻力、干扰其他设备使用的情况的缺陷，提供一种垂直起降无人机的飞行阻力的控制方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种垂直起降无人机的飞行阻力的控制系统，所述控制系统包括升力驱动模块和角度传感器；

所述升力驱动模块包括升力电机和控制器；

所述升力电机的一端与所述垂直起降无人机的升力螺旋桨固定连接，所述升力电机的另一端与所述角度传感器固定连接；

所述控制器分别与所述升力电机和所述角度传感器电连接；

在所述垂直起降无人机处于固定翼巡航模式飞行时，所述角度传感器用于获取目标角度数据，并发送至所述控制器；

所述控制器用于根据所述目标角度数据控制所述升力电机驱动所述升力螺旋桨转动，直至使得所述升力螺旋桨的朝向与所述垂直起降无人机的飞行方向平行。

较佳地，所述角度传感器包括磁编码器；

所述磁编码器包括磁铁和编码器芯片；

所述磁铁固设于所述升力电机的转子的中心转轴的一端，所述编码器芯片固设于所述升力电机的定子上，所述升力螺旋桨固设于所述升力电机的转子的中心转轴的另一端；

其中，所述磁铁的旋转中心与所述编码器芯片的几何中心重合。

较佳地，当生产所述垂直起降无人机时，所述角度传感器用于在所述升力螺旋桨与所述垂直起降无人机的机头朝向相互平行时获取初始角度数据，并发送至所述控制器；

所述控制器用于计算得到所述目标角度数据与所述初始角度数据的角度差值；

其中，所述角度差值为所述升力螺旋桨偏离所述垂直起降无人机的飞行方向的角度；

所述控制器还用于根据所述角度差值控制所述升力电机驱动所述升力螺旋桨转动，直至使得所述角度差值为零。

较佳地，所述控制器用于采用电流空间矢量算法根据所述角度差值驱动所述升力电机旋转。

较佳地，所述控制器用于在所述升力电机旋转至目标位置时，将所述升力电机的三相短路以刹车锁定所述升力电机；