动力伞控制器的构建方法及装置、动力伞控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力伞控制器的构建方法及装置。该方法包括：获取动力伞的非线性模型，非线性模型包括动力伞的相对运动变量；将非线性模型转换为线性模型，并基于线性模型确定出单通道控制器的控制器参数以及耦合通道控制器的控制参数，单通道控制器用于控制动力伞的第一能量参数，耦合通道控制器基于第一能量参数控制动力伞的第二能量参数，第一能量参数与第二能量参数具有耦合关系；利用单通道控制器、耦合通道控制器和非线性模型，构建动力伞控制器。如此方案，可以提高本发明专利技术构建动力伞控制器的准确性，且有助于缓解动力伞耦合关系给飞行控制带来的不便，实现对动力伞飞行运动的有效控制。此外，本发明专利技术还公开了一种动力伞控制方法及装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制领域，具体地，涉及一种动力伞控制器的构建方法及装置、动力伞控制方法及装置。
技术介绍
动力伞(powered paraglider)是一种带动力装置的小型飞行器，具有成本低、载荷量大、重量轻、软着陆、低速低空飞行、安全性好等优点，广泛应用于对地监视、通信中继、搜索营救、物质投放等领域。通常，动力伞的飞行运动具有复杂性、不确定性、非线性、时变、大时滞以及大惯性等特点，飞行过程时刻受到大气环境的影响。如何实现对动力伞飞行运动的有效控制，是目前一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种动力伞控制器的构建方法及装置、动力伞控制方法及装置，用以实现对动力伞飞行运动的有效控制。本专利技术实施例提供了一种动力伞控制器的构建方法，所述方法包括：获取所述动力伞的非线性模型，所述非线性模型包括所述动力伞的相对运动变量；将所述非线性模型转换为线性模型，并基于所述线性模型确定出单通道控制器的控制器参数以及耦合通道控制器的控制参数，所述单通道控制器用于控制所述动力伞的第一能量参数，所述耦合通道控制器基于所述第一能量参数控制所述动力伞的第二能量参数，所述第一能量参数与所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力伞控制器的构建方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述动力伞的非线性模型，所述非线性模型包括所述动力伞的相对运动变量；将所述非线性模型转换为线性模型，并基于所述线性模型确定出单通道控制器的控制器参数以及耦合通道控制器的控制参数，所述单通道控制器用于控制所述动力伞的第一能量参数，所述耦合通道控制器基于所述第一能量参数控制所述动力伞的第二能量参数，所述第一能量参数与所述第二能量参数具有耦合关系；利用所述单通道控制器、所述耦合通道控制器和所述非线性模型，构建所述动力伞控制器，所述动力伞控制器用于控制所述动力伞的飞行运动。

【技术特征摘要】
1.一种动力伞控制器的构建方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述动力伞的非线性模型，所述非线性模型包括所述动力伞的相对运动变量；将所述非线性模型转换为线性模型，并基于所述线性模型确定出单通道控制器的控制器参数以及耦合通道控制器的控制参数，所述单通道控制器用于控制所述动力伞的第一能量参数，所述耦合通道控制器基于所述第一能量参数控制所述动力伞的第二能量参数，所述第一能量参数与所述第二能量参数具有耦合关系；利用所述单通道控制器、所述耦合通道控制器和所述非线性模型，构建所述动力伞控制器，所述动力伞控制器用于控制所述动力伞的飞行运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力伞包括翼伞、悬绳和负载，所述动力伞的非线性模型为：-MbRb0MbTbTb0-(Mp+MF)Rcp×(Mp+MF)Tp-TpIb00-Rcb×Tb0Ip+IF0Rcp×Tbωb·ωp·Vc·Fc·=FbA+FbG-ωb×Mbωb×Rcb+FptFpA+FpG-ωp×(Mp+MF)ωp×Rcp+MFωp×TpVc-ωp×MFTpVc-ωb×Ibωb+MbA+f(ωb)MpA-ωp×(Ip+IF)ωp]]>其中，Mb表示负载的质量矩阵；Rb表示动力伞质心到负载质心的距离；Mp表示翼伞的质量；MF表示附加质量；Tb表示大地惯性坐标系到负载坐标系的坐标变换矩阵；Tp表示大地惯性坐标系到翼伞坐标系的坐标变换矩阵；Rcp表示动力伞质心到翼伞质心这一向量的单位向量；Rcb表示动力伞质心到负载质心这一向量的单位向量；Ib表示负载的转动惯量；Ip表示翼伞的转动惯量；IF表示附加转动惯量；ωb表示负载的3轴转动速度；ωp表示翼伞的3轴转动速度；Vc表示动力伞质心在大地惯性坐标系下的速度；Fc表示翼伞和负载之间的悬绳的受力；FbA表示负载运动时受到的气动力；FbG为负载的重力在负载坐标系下的表示；FpA表示翼伞运动时受到的气动力；FpG为翼伞的重力在翼伞坐标系下的表示；Fpt表示油门推进力；MbA表示负载运动时受到的气动力矩；f(ωb)表示负载转动时的阻尼项量；MpA表示翼伞运动时受到的气动力矩；若v表示一个向量，v×表示向量v的反对称阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量参数为所述动力伞的高度，所述第二能量参数为所述动力伞的前向速度；或者，所述第一能量参数为所述动力伞的前向速度，所述第二能量参数为所述动力伞的高度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述耦合关系体现为如下能量函数：E＝a1*Vx2+a2*h其中，a1*Vx2表示动力伞的动能，a2*h表示动力伞的势能，Vx表示动力伞的前向速度，h表示动力伞的高度，a1和a2表示比例系数。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述线性模型确定出偏航角控制器的控制器参数，所述偏航角控制器用于控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国辉，白勍，沙俊汀，
申请(专利权)人：沈阳上博智拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21