[发明专利]一种飞行控制方法、飞行器及飞行系统

说明书

本发明公开了一种飞行控制方法、飞行器及飞行系统，该飞行控制方法应用于飞行器，其包括，构建飞行器的姿态动力模型以及动力分配模型，其中，姿态动力模型包括姿态角动力模型和姿态角速率动力模型；周期性获取飞行器的姿态参数以及终端设备发出的第一控制指令，其中，姿态参数包括姿态角以及姿态角速率；根据姿态角动力模型、姿态参数以及第一控制指令获取第二控制指令；根据第二控制指令、姿态角速率以及第三控制指令获取当前的虚拟控制量指令；根据姿态角速率、当前的虚拟控制量指令以及第四控制指令获取当前的动力分配指令；根据当前的动力分配指令和动力分配模型控制动力组件以调整飞行器的飞行姿态。

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，尤其涉及一种飞行控制方法、飞行器及飞行系统。

背景技术

旋翼飞行器具有轻便、小巧简单的结构以及灵活的飞行控制方式，对复杂地形以及狭小的空间具有很强的适应性，近年来广泛应用于灾难救援、电力巡检、快递运输等各个领域。

旋翼飞行器的飞控系统是通过改变电机的转速以及旋转方向来实现飞行器的各种飞行姿态以及上升和下降，该飞控系统是一种多变量、强耦合、不稳定的复杂非线性系统，由于飞控系统的复杂性，对旋翼飞行器的控制方法呈现出多样性，如PID控制策略。

然而，传统飞行控制方法的控制精度低、稳定性及抗扰动性能差，因此，如何提供一种控制精度高、稳定性及抗扰动性能强的飞行控制方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种飞行控制方法、飞行器及飞行系统，旨在提供一种控制精度高、稳定性及抗扰动性能强的飞行控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种飞行控制方法，应用于飞行器，所述飞行器与终端设备通信连接，所述飞行器设置有动力组件，所述方法包括：

构建所述飞行器的姿态动力模型以及动力分配模型，其中，所述姿态动力模型包括姿态角动力模型和姿态角速率动力模型；

周期性获取所述飞行器的姿态参数以及所述终端设备发出的第一控制指令，其中，所述姿态参数包括姿态角以及姿态角速率；

根据所述姿态角动力模型、所述姿态参数以及所述第一控制指令获取第二控制指令；

根据所述第二控制指令、所述姿态角速率以及第三控制指令获取当前的虚拟控制量指令，其中，所述第三控制指令为预设的虚拟控制量指令或前一周期的虚拟控制量指令；

根据所述姿态角速率、所述当前的虚拟控制量指令以及第四控制指令获取当前的动力分配指令，其中，所述第四控制指令为预设的动力分配指令或前一周期的动力分配指令；

根据所述当前的动力分配指令和所述动力分配模型控制所述动力组件以调整所述飞行器的飞行姿态。

优选地，所述第一控制指令为期望姿态角指令，所述根据所述姿态角动力模型、所述姿态参数以及所述第一控制指令获取第二控制指令，包括：

根据所述姿态角动力模型以及所述姿态参数通过在线参数辨识获取第一参数矩阵估计值；

根据所述期望姿态角指令以及所述姿态角获取姿态角控制误差；

根据所述姿态角控制误差、所述第一参数矩阵估计值以及预设参数矩阵，获取所述第二控制指令。

优选地，所述第二控制指令为期望姿态角速率控制指令，所述根据所述第二控制指令、所述姿态角速率以及第三控制指令获取当前的虚拟控制量指令，包括：

根据所述姿态角速率动力模型、所述姿态角速率以及所述第三控制指令通过在线参数辨识获取参数估计值，其中，所述参数估计值包括第二参数矩阵估计值、第三参数矩阵估计值以及干扰参数估计值；

根据所述姿态角速率和所述期望姿态角速率控制指令获取姿态角速率控制误差；