[发明专利]一种舰载垂起无人机的返航着舰控制方法

权利要求书

1.一种舰载垂起无人机的返舰着舰控制方法，其特征在于，当垂起无人机开始返航着舰后，舰船的速度和航向将保持不变，具体按以下步骤实施：

步骤1，返航进场：当收到返航指令后，以当前舰船位置为目标点，执行向点飞任务，导引垂起无人机飞至舰船甲板着舰点上空位置；

步骤2，跟踪降高：垂起无人机定速降高向甲板着舰点飞；

步骤3，快速着舰：导引垂起无人机进行稳定下降，在到达安全高度后，垂起无人机将甲板沉浮运动信息引入高度控制通道，使垂起无人机在高度方向始终与甲板着舰点保持相对安全高度，同时采用横滚运动预估器对着舰时机进行判定，当预估到横滚角为0时，控制垂起无人机快速下降完成着舰，触舰后迅速关停各通道控制律。

2.根据权利要求1所述的一种舰载垂起无人机的返舰着舰控制方法，其特征在于，所述步骤1返航进场阶段分为两部分：

第一部分，垂起无人机定高定速向目标点飞，具体操作如下：

纵向：保持当前空速；

横向：纠偏控制；

高度：保持当前高度不变；

航向：以舰船航向为目标航向；

第二部分，垂起无人机定高减速向目标点飞，具体操作如下：

纵向：当待飞距小于一定距离时开始减速，速度与待飞距成正比，减至与舰船速度保持一致；

横向：纠偏控制；

高度：保持当前高度不变；

航向：以舰船航向为目标航向。

3.根据权利要求1所述的一种舰载垂起无人机的返舰着舰控制方法，其特征在于，所述步骤2中跟踪降高阶段具体操作为：

纵向：保持与舰船速度一致；

横向：纠偏控制；

高度：以一定的垂向速率降高，降至一定安全高度后保持；

航向：以舰船航向为目标航向。

4.根据权利要求1所述的一种舰载垂起无人机的返舰着舰控制方法，其特征在于，所述步骤3中快速着舰的具体操作为：

纵向：保持与舰船速度一致；

横向：纠偏控制；

高度：以变化的垂向速率降高，完成着舰；

航向：以舰船航向为目标航向。

5.根据权利要求1所述的一种舰载垂起无人机的返舰着舰控制方法，其特征在于，所述步骤3快速着舰阶段中，由激光测距仪得到垂起无人机与甲板着舰点之间的相对高度，由垂起无人机高度信息解算出甲板着舰点的沉浮运动数据，由沉浮运动数据拟合出沉浮运动的数学模型，从拟合模型中获得沉浮运动的时间周期信息Ts，在获得沉浮运动的周期Ts后，以Ts来对甲板横滚运动进行预估，当预估器预估到Ts后着舰点横滚角为0时，控制垂起无人机开始最后下降阶段，在最后下降阶段，为了使相对垂向速度能够随相对高度降低而成比例减小，确保相对高度为零时触舰速率符合指标要求，采用相对速率是相对高度的指数下降规律，其控制律为：

式中，为容许触舰相对速率，ΔH为当前相对高度，τ为时间常数。

当ΔH＝0时，时间t和时间常数τ之间的关系为：

已知时间t、ΔH₀和可以得出τ。