[发明专利]一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法

权利要求书

1.一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.判断无人机是否挂索成功，若是，进入步骤b；

b.切换控制器结构，即：升降舵通道控制器结构由升降速度控制模态切换为固定升降舵舵面控制模态，升降舵舵面由当前值1s内软化到固定舵面值为0；发动机通道控制器结构由前向轨迹跟踪控制模态切换为定油门控制模态，副翼通道控制器结构由直线航迹跟踪控制模态切换为固定副翼舵面控制模态，方向舵通道仍保持纠偏控制模态；

其中，升降舵通道控制器结构由升降速度控制模态切换为固定升降舵舵面控制模态，升降舵舵面由当前值1s内软化到固定舵面值为0，具体包括：

b₁₁.利用惯性测量单元实时测量得到的三轴角速率信息：滚转角速率p、俯仰角速率q和偏航角速率r；利用惯性导航系统测得三轴姿态信息：滚转角φ、俯仰角θ和偏航角ψ；

b₁₂.控制器跟踪(2)式中升降速度给定目标值解算出俯仰角给定目标值θ_g：

b₁₃.跟踪(1)式中俯仰角给定目标值θ_g，输出升降舵控制信号δ_e至升降舵执行机构：

b₁₄.通过判断舰载无人机拦阻钩与拦阻索成功啮合后，将升降舵通道控制器结构1s软化到拦阻滑行段升降舵通道的控制器结构，输出(3)式中升降舵控制信号至升降舵执行机构：

δ_e＝0 (3)式

其中，(1)式中控制参数为俯仰角速率阻尼系数，控制参数为俯仰角阻尼系数，控制参数为俯仰角比例系数，(2)式中控制参数为升降速度比例系数，控制参数为升降速度积分系数。

2.根据权利要求1所述的一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法，其特征在于：所述步骤a中判断无人机是否挂索成功是通过判断无人机拦阻钩与拦阻索是否完全啮合来实现。

3.根据权利要求2所述的一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法，其特征在于：所述步骤a具体包括：机载惯导实时测量纵向加速度，飞控实时解算待飞距离，通过纵向加速度和待飞距离准确判断无人机是否挂索成功；即通过判断纵向加速度连续4拍纵向加速度小于-5m/s²，每拍20ms，且拦阻钩距接地点待飞距连续4拍小于0.0且大于-90m判定挂索成功，若拦阻钩距接地点待飞距离小于-92m则判断挂索失败。

4.根据权利要求1或3所述的一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法，其特征在于：所述步骤b具体还包括：发动机通道控制器结构由前向轨迹跟踪控制模态切换为定油门控制模态，油门转速保持为舰载无人机拦阻钩与拦阻索啮合成功时刻的油门转速值；副翼通道控制器结构由直线航迹跟踪控制模态切换为固定副翼舵面控制模态，副翼舵面由当前值1s内软化到固定舵面值为0；方向舵通道仍保持纠偏控制模态。

5.根据权利要求4所述的一种舰载无人机全自主拦阻着陆的控制方法，其特征在于：所述步骤b中发动机通道控制器结构由前向轨迹跟踪控制模态切换为定油门控制模态，油门转速保持为舰载无人机拦阻钩与拦阻索啮合成功时刻的油门转速值，具体包括：

b₂₁.控制器跟踪(5)式中前向距离差△X和前向速度基准值解算出地速给定值

b₂₂.跟踪(4)式中地速给定目标值引入前向加速度A_x增稳和指示空速V_IAS增稳，结合发动机配平油门输出发动机控制信号δ_p至发动机通道：

b₂₃.通过判断舰载无人机拦阻钩与拦阻索成功啮合后，发动机通道的油门转速保持为舰载无人机拦阻钩与拦阻索啮合成功时刻的油门转速值，即输出(6)式中发动机控制信号至发动机通道：

其中，(4)式中控制参数为前向加速度比例系数，控制参数为指示空速比例系数，控制参数为地速比例系数，控制参数为地速积分系数，(5)式中控制参数为前向距离比例系数。