[发明专利]无人机控制方法、装置、电子设备、无人机和存储介质

权利要求书

1.一种无人机控制方法，其特征在于，包括：

根据无人机质量、垂直方向的位置环比例系数、期望高度、实际高度、垂直方向的位置环微分系数、垂直方向的期望速度以及垂直方向的实际速度，计算期望升力；

根据横向位置环比例系数、横向位置环微分系数、纵向位置环比例系数、纵向位置环微分系数、横向期望位置、横向实际位置、纵向期望位置、纵向实际位置、横向期望速度、横向实际速度、纵向期望速度以及纵向实际速度，计算期望俯仰角和期望横滚角；

根据期望姿态角、实际姿态角以及姿态角对应的姿态环比例系数，计算姿态角的期望角速度；

根据期望角速度、实际角速度以及无人机转动惯量，计算期望力矩；

对所述期望升力、所述期望力矩以及控制分配矩阵进行分配计算，得到电机转速。

2.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据无人机质量、垂直方向的位置环比例系数、期望高度、实际高度、垂直方向的位置环微分系数、垂直方向的期望速度以及垂直方向的实际速度，计算期望升力，包括：

根据公式获得所述期望升力；

其中，m为无人机的质量，k_zp为垂直方向的位置环比例系数，p_zd表示期望高度，p_z表示实际高度，k_zd为垂直方向的位置环微分系数，表示无人机在垂直方向的期望速度，表示无人机在垂直方向的实际速度，g表示重力加速度。

3.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据横向位置环比例系数、横向位置环微分系数、纵向位置环比例系数、纵向位置环微分系数、横向期望位置、横向实际位置、纵向期望位置、纵向实际位置、横向期望速度、横向实际速度、纵向期望速度以及纵向实际速度，计算期望俯仰角和期望横滚角，包括：

根据公式获得所述期望俯仰角和期望横滚角；

其中，k_xp为横向位置环比例系数，k_yp为纵向位置环比例系数，p_xd为横向期望位置，p_yd为纵向期望位置，p_x为横向实际位置，p_y为纵向实际位置，k_xd为横向位置环微分系数，k_yd为纵向位置环微分系数；为横向期望速度，为纵向期望速度，为横向实际速度，为纵向实际速度。

4.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据期望姿态角、实际姿态角以及姿态角对应的姿态环比例系数，计算姿态角的期望角速度，包括：

根据公式获得所述姿态角的期望角速度；

其中，为期望俯仰角的角速度，为期望横滚角的角速度，为期望偏航角的角速度，k_θp为俯仰角对应的姿态环比例系数，k_φp为横滚角对应的姿态环比例系数，为偏航角对应的姿态环比例系数，θ_d为期望俯仰角，φ_d为期望横滚角，为期望偏航角，θ为实际俯仰角，φ为实际横滚角，为实际偏航角。

5.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述根据期望角速度、实际角速度以及无人机转动惯量，计算期望力矩，包括：

根据公式获得所述期望力矩；

所述期望力矩包括滚转力矩、俯仰力矩和偏航力矩，其中，J为无人机转动惯量，为无人机实际姿态角的角速度，τ_x为滚转力矩，τ_y为俯仰力矩，τ_z为偏航力矩。

6.根据权利要求1所述的无人机控制方法，其特征在于，所述对所述期望升力、所述期望力矩以及控制分配矩阵进行分配计算，得到电机转速，包括：

记期望升力、期望力矩、控制分配矩阵与电机转速之间的映射关系为第一关系式：其中，M为控制分配矩阵，表示第i个电机的转速；

根据所述第一关系式，得到电机转速的平方：记为第二关系式，其中，M^-1是M的伪逆矩阵；

对所述第二关系式进行开平方，得到各电机的转速。