[发明专利]一种航空飞行器巡航的控制方法及航空飞行器

说明书

本发明提供了一种航空飞行器巡航的控制方法及航空飞行器，其中，该方法包括：获取航空飞行器定高巡航阶段高度稳定状态下节风门的均衡偏度值；将节风门的偏度值固定为均衡偏度值；获取航空飞行器当前的实际真空速；计算实际真空速与给定真空速的速度误差，并根据速度误差通过俯仰角控制回路对航空飞行器的速度进行闭环控制。本发明通过固定节风门的偏度值，通过俯仰角控制回路对航空飞行器的速度进行闭环控制，在保证飞行高度变化不大且不失速的同时，可以彻底解决节风门频繁的改变造成的油耗增加问题。

技术领域

本发明涉及一种航空飞行器巡航领域，尤其涉及一种航空飞行器巡航的控制方法及航空飞行器。

背景技术

目前，中高空长航时无人机在空中巡航阶段，通常通过俯仰角闭环控制飞行高度、通过节风门闭环控制真空速的方式完成纵向的控制。参见图1，给定飞行高度为期望的巡航高度，对给定飞行高度与实际飞行高度计算高度误差，将高度误差值作为输入参数输入比例积分微分(Proportion Integration Differentiation，简称PID)控制器，PID控制器的输出值输入俯仰角控制回路，俯仰角控制回路输出升降舵偏度指令对无人机的高度进行闭环控制(即，实际飞行高度低于给定飞行高度时增加俯仰角，反之则减小俯仰角)。给定真空速为最佳的巡航速度，为确保飞机不失速，将给定真空速与实际真空速计算速度误差，将速度误差值作为输入参数输入PID控制器，PID控制器的输出值输入节风门控制器，节风门控制器发出节风门偏度控制指令对真空速进行闭环控制(即，真空速低于给定空速时增加节风门偏度，反之降低节风门偏度)。

在高空巡航阶段，当无人机受到紊流风或阵风干扰后(实质属于小扰动)，实际的真空速会频繁改变，导致节风门偏度指令跟随速度误差在某一范围内频繁改变，造成油耗不必要的增加。

目前绝大部分无人机在进行飞行控制设计时，通常将PID控制器的增益调小，以保证节风门偏度指令的值不会随误差的变化量有很大的变化，尽可能的做到节省油耗(可粗略理解为：弱PID控制器增益为K，当真空速受到风干扰影响变化1m/s时，节风门会变化K％，弱K的值较小，则节风门变化较小)。虽然可以通过将PID控制器参数的增益调小尽可能的保证节风门偏度改变时的幅值，但只要受到风干扰影响真空速误差发生改变，节风门依然会实时响应进行调整，无法完全避免油耗的浪费。且减小PID控制器的增益会同时降低控制器的控制效果，受到控制器稳定性的影响，增益的调整会有一定的限制。

因此，如何在保证飞行高度变化不大且飞行正常的前提下，降低在高空巡航阶段航空飞行器因节风门的频繁改变造成耗油的问题成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题之一。

本发明的主要目的在于提供一种航空飞行器巡航的控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种航空飞行器。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明一方面提供了一种航空飞行器巡航的控制方法，包括：

获取航空飞行器定高巡航阶段高度稳定状态下节风门的均衡偏度值；

将所述节风门的偏度值固定为所述均衡偏度值；

获取所述航空飞行器当前的实际真空速；

计算所述实际真空速与给定真空速的速度误差，并根据所述速度误差通过俯仰角控制回路对所述航空飞行器的速度进行闭环控制。

可选的，所述获取航空飞行器定高巡航阶段高度稳定状态下节风门的均衡偏度值，包括：

获取所述航空飞行器定高巡航阶段高度稳定状态下节风门在预设波动范围内的多个偏度值；计算所述多个偏度值的平均值，将所述平均值作为所述均衡偏度值。

可选的，所述方法还包括：