[发明专利]一种分布式倾转多旋翼飞行器及飞行控制方法

权利要求书

1.一种分布式倾转多旋翼飞行器，其特征在于：所述分布式倾转多旋翼飞行器由机身、主机翼、副机翼、垂直尾翼、至少6套倾转动力系统和升降舵组成，其中，主机翼与副机翼分设于机身前部与后部，形成串列翼布局；升降舵布置在副机翼后缘切口处，所述倾转动力系统包括倾转机构、电机和旋翼；旋翼固定在电机输出轴上，电机安装在倾转机构上，电机通过倾转机构实现动力方向的变化；所述倾转动力系统通过倾转机构安装于主机翼和副机翼上，且相对于机身轴对称分布；所述分布式倾转多旋翼飞行器的飞行控制方法为：

采用所述倾转动力系统的倾转位置和电机转速、所述升降舵的偏转作为主要的控制参数，根据分布式倾转多旋翼飞行器的飞行模式，对分布式倾转多旋翼飞行器的飞行姿态进行控制：

多旋翼飞行模式：俯仰由位于飞行器横向轴线前后分布的倾转动力系统电机转速差控制；滚转由位于飞行器纵向轴线左右分布的倾转动力系统电机转速差控制；偏航由顺逆时针倾转动力系统电机转速差控制；高度由整体倾转动力系统电机加减速控制；

固定翼飞行模式：俯仰由升降舵偏转控制；滚转由顺逆时针倾转动力系统电机转速差控制；偏航由位于飞行器纵向轴线左右分布的倾转动力系统电机转速差控制；前飞速度由整体倾转动力系统电机加减速控制；

复合翼飞行模式：俯仰由升降舵偏转及位于飞行器横向轴线前后分布的竖直倾转动力系统电机转速差控制；滚转由位于飞行器纵向轴线左右分布的竖直倾转动力系统电机转速差及顺逆时针水平倾转动力系统电机转速差控制；偏航由顺逆时针竖直倾转动力系统电机转速差及位于飞行器纵向轴线左右分布的水平倾转动力系统电机转速差控制；

其中，倾转动力系统动力方向全水平为固定翼模式；倾转动力系统动力方向全竖直为多旋翼模式；倾转动力系统动力方向部分竖直部分水平为复合翼模式。

2.根据权利要求1所述分布式倾转多旋翼飞行器，其特征在于：所有倾转动力系统动力方向为竖直状态时，飞行器重心满足多旋翼飞行器对重心分布及动力分布的要求。

3.根据权利要求1所述分布式倾转多旋翼飞行器，其特征在于，倾转机构可使动力电机和旋翼整体折转90°。

4.根据权利要求1所述的分布式倾转多旋翼飞行器的控制装置，其特征在于：主机翼的翼尖布置有一对倾转动力系统。

5.根据权利要求1所述的分布式倾转多旋翼飞行器的控制装置，其特征在于：所述分布式倾转多旋翼飞行器的飞行控制方法具体包括以下步骤：

（1）飞控系统接收地面站的位置指令以及实时接收来自GPS提供的位置信息，并由获得的当前位置信息分析出飞行器下一时刻的期望姿态，输出到步骤（2）；

（2）飞控系统接收到的地面站指令后进行当前飞行模式的判断，并结合步骤（1）得到的期望姿态进行飞行器姿态的调整：

若为多旋翼模式，则通过控制倾转动力系统电机转速进行一致变化以及通过不同倾转动力系统电机差速实现飞行器姿态调整；

若为复合翼模式，则通过控制倾转动力系统电机转速的一致变化、不同倾转动力系统电机的差速、升降舵的偏转实现飞行器姿态调整；

若为固定翼模式，则通过控制倾转动力系统电机转速的一致变化、不同倾转动力系统电机差速、升降舵偏转实现飞行器姿态调整；

（3）飞行器位置调整完成，任务指令执行完毕。