[发明专利]一种无人机的控制方法、系统及装置

权利要求书

1.一种无人机的控制方法，其特征在于，包括：

确定无人机的期望能量变化率、期望法向加速度、实际能量变化率及实际法向加速度；

基于所述期望能量变化率及所述实际能量变化率确定所述无人机的油门控制增量；

基于所述期望法向加速度及所述实际法向加速度确定所述无人机的升降舵控制增量；

基于所述油门控制增量及所述升降舵控制增量对所述无人机进行控制；

所述确定无人机的期望能量变化率、期望法向加速度、实际能量变化率及实际法向加速度，具体包括：

基于所述无人机的指令高度和当前高度确定所述指令高度的变化率；

基于所述无人机的指令速度和当前速度确定所述指令速度的变化率；

基于所述无人机的质量、重力加速度以及所述指令高度的变化率之间的乘积、所述无人机的质量、当前速度以及所述指令速度的变化率之间的乘积及两个乘积之间的和确定所述无人机的期望能量变化率；

基于所述无人机的所述当前速度的变化率、所述指令速度的变化率及第一关系式确定所述无人机速度通道的法向加速度；

所述第一关系式为：

其中，A_{法向-速度}为所述无人机速度通道的法向加速度，K_AV为速度系数，为所述指令速度的变化率，为所述无人机的当前速度的变化率；

基于所述无人机的所述当前高度的变化率、所述指令高度的变化率及第二关系式确定所述无人机高度通道的法向加速度；

所述第二关系式为：

其中，A_{法向-高度}为所述无人机高度通道的法向加速度，K_Ah为高度系数，为所述指令高度的变化率，为所述无人机的当前高度的变化率；

基于所述无人机速度通道的法向加速度、所述无人机高度通道的法向加速度及第三关系式确定所述无人机的期望法向加速度；

所述第三关系式为：

A_{法向-期望}＝A_{法向-速度}K_W+A_{法向-高度}(1-K_W)

其中，A_{法向-期望}为所述期望法向加速度，K_W为加权系数；

所述基于所述期望能量变化率及所述实际能量变化率确定所述无人机的油门控制增量，具体包括：

通过以下公式确定无人机的期望油门控制增量：

其中，δ_T1为期望油门控制增量，为比例系数，P_期望为期望能量变化率，P_最大为无人机在最大油门时的能量变化率；

通过以下公式确定无人机的误差油门控制增量：

其中，δ_T2为误差油门控制增量，为积分系数，P_实际为实际能量变化率；

通过以下公式确定无人机的实际的油门控制增量：

δ_T＝δ_T1+δ_T2

其中，δ_T为油门控制增量；

所述基于所述期望法向加速度及所述实际法向加速度确定所述无人机的升降舵控制增量，具体包括：

基于所述无人机的滚转角、所述期望法向加速度以及第四关系式确定期望过载；

所述第四关系式为：

其中，n_期望为所述期望过载，为所述无人机的滚转角，A_{法向-期望}为所述期望法向加速度，g为重力加速度；

基于所述期望过载、所述无人机的动压、所述无人机在空中受到空气压力的受力面积、所述无人机的质量、重力加速度及第五关系式确定所述无人机达到期望过载时的升力系数；

所述第五关系式为：

其中，C_L-期望为达到所述期望过载时的升力系数，Q为所述无人机的动压，S为所述无人机在空中受到空气压力的受力面积，m为所述无人机的质量；

基于达到所述期望过载时的升力系数及第六关系式确定期望升降舵控制增量；

所述第六关系式为：

其中，δ_e1为所述期望升降舵控制增量，为比例系数，C_L0为升降舵无偏转时的升力系数，为升降舵单位偏转产生的升力系数增量；

基于所述实际法向加速度及所述期望法向加速度确定误差升降舵控制增量，包括：

基于所述实际法向加速度、所述期望法向加速度及第七关系式确定误差升降舵控制增量；

所述第七关系式为：

其中，δ_e2为所述误差升降舵控制增量，为积分系数，A_法向为所述实际法向加速度，A_{法向-期望}为所述期望法向加速度。