变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端技术方案

本发明专利技术提供一种变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端，所述变体无人机的构型变换控制方法包括：实时监测所述变体无人机的飞行速度；当确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度穿越预设临界飞行速度时，根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型；若是，变换所述变体无人机的构型；若否，将所述变体无人机的构型变换成中间构型，转入下一步骤；根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型；若是，则将所述变体无人机从中间构型变换到高速构型或低速构型；若否，则指示所述变体无人机的构型继续保持中间构型。

Configuration transformation control method, system, storage medium and terminal of variant UAV

【技术实现步骤摘要】
变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端
本专利技术属于无人机控制
，涉及一种控制方法和系统，特别是涉及一种变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端。
技术介绍
变体飞机具有良好的气动性能，它可以针对不同的飞行速度对构型进行变换，使得其气动外形同时适应高速和低速的飞行环境。针对变体无人飞机，除了要解决构型变换过程中的飞行稳定性问题，还要制定相应的控制率，发送构型变换指令信号到无人机飞控系统，启用相应的驱动装置完成无人机的构型变换。变体无人机构型变换控制方法的难点在于：1、系统的不连续性由于变体无人机在构型变换前后，其气动参数、转动惯量、质心位置、气动焦点等均发生改变，其动力学特性也在构型变换的瞬间产生奇异性，由此造成了运动流的不光滑，难以预测变体无人机在构型变换后的运动趋势。2、构型的可变换性变体无人机飞行速度趋近或刚好穿越临界速度时，如立即变换构型，由于系统的不连续性，无人机飞行速度有可能立刻再次穿越临界速度，如果缺少构型的可变换准则，则无人机有可能在临界速度附近频繁发出变换构型的指令，造成飞行的振荡甚至失稳，此外，对于处于中间构型暂时还无法变换构型的变体无人机。因此，如何提供一种变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端，以解决现有技术容易造成变体无人机系统的不连续性及构型切换易误切等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端，用于解决现有技术容易造成变体无人机系统的不连续性及构型切换易误切的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种变体无人机的构型变换控制方法，所述变体无人机的构型变换控制方法包括：实时监测所述变体无人机的飞行速度；当确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度穿越预设临界飞行速度时，根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型；若是，变换所述变体无人机的构型；若否，将所述变体无人机的构型变换成中间构型，转入下一步骤；根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型；若是，则将所述变体无人机从中间构型变换到高速构型或低速构型；若否，则指示所述变体无人机的构型继续保持中间构型。于本专利技术的一实施例中，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括通过监测到所述变体无人机的上一时刻飞行速度和当前时刻飞行速度来确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度是否穿越预设临界飞行速度。于本专利技术的一实施例中，当变体无人机的上一时刻飞行速度与预设临界飞行速度的差值和变体无人机的当前时刻飞行速度与预设临界飞行速度的差值的乘积小于0时，确定所述变体无人机的当前时刻的穿越预设临界飞行速度。于本专利技术的一实施例中，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括：计算所述变体无人机当前构型下的当前升力和当前阻力以及期望构型下的期望升力和期望阻力。于本专利技术的一实施例中，所述根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型的步骤包括：根据预设的第一可切换性准则，计算用于判断所述变体无人机是否能够变换构型的变换构型判断参数；所述变换构型判断参数用G表示；G＝(Pcosα-Dk-Mgsinθ)(Pcosα-D'k-Mgsinθ)；其中，P表示发动机推力，α表示变体无人机的迎角，Mg表示变体无人机的重量，θ为变体无人机的俯仰角，Dk表示变体无人机当前构型下的当前阻力，D'k表示变体无人机期望构型下的期望阻力；当所述变换构型判断参数大于0时，表示所述变体无人机能够变换构型；当所述变换构型判断参数小于等于0时，转入所述将所述变体无人机的构型变换成中间构型步骤。于本专利技术的一实施例中，所述将所述变体无人机的构型变换成中间构型步骤之后，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括：估计所述变体无人机的当前所需推力；当前所需推力用Pxy表示；Pxy＝(D0+Mgsinθ)/cosα；其中，D0表示变体无人机中间构型下的气动阻力，Mg表示变体无人机的重量，θ为变体无人机的俯仰角，α表示变体无人机的迎角。于本专利技术的一实施例中，所述根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型的步骤包括：根据预设的第二可切换性准则，计算用于判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型的第一变换构型子判断参数和第二变换构型子判断参数；其中，第一变换构型子判断参数用G1表示，第二变换构型子判断参数用G2表示；G1＝-Pcosα+Dkd+Mgsinθ；G2＝-Pcosα+Dkg+Mgsinθ；其中，P表示发动机推力，α表示变体无人机的迎角，Mg表示变体无人机的重量，θ为变体无人机的俯仰角，Dkd表示变体无人机低速构型下的期望阻力，Dkg表示变体无人机高速构型下的期望阻力；当第一变换构型子判断参数G1小于0，且第二变换构型子判断参数G2小于0时，则所述变体无人机从中间构型变换到高速构型继续飞行；当第一变换构型子判断参数G1大于0，且第二变换构型子判断参数G2大于0时，则所述变体无人机从中间构型变换到低速构型继续飞行。本专利技术另一方面提供一种变体无人机的构型变换控制系统，包括：监测模块，用于实时监测所述变体无人机的飞行速度；第一控制模块，用于当确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度穿越预设临界飞行速度时，根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型；若是，变换所述变体无人机的构型；若否，将所述变体无人机的构型变换成中间构型；第二控制模块，用于根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型；若是，则将所述变体无人机从中间构型变换到高速构型或低速构型；若否，则指示所述变体无人机的构型继续保持中间构型。本专利技术又一方面提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述变体无人机的构型变换控制方法。本专利技术最后一方面提供一种终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述变体无人机的构型变换控制方法。如上所述，本专利技术所述的变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端，具有以下有益效果：本专利技术所述变体无人机的构型变换控制方法、系统、存储介质及终端可应用于随飞行速度进行构型变换的变体无人机控制策略的制定，减少或避免此类变体无人机误切换造成的系统振荡与失稳，变体无人机在构型变换后的运动趋势易于预测。附图说明图1A显示为本专利技术的变体无人机的构型变换控制方法于一实施例中的流程示意图。图1B显示为本专利技术的变体无人机的构型变换控制方法中S17的流程示意图。图2显示为本专利技术的变体无人机的构型变换控制系统于一实施例中的原理结构示意图。元件标号说明具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述变体无人机的构型变换控制方法包括：/n实时监测所述变体无人机的飞行速度；/n当确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度穿越预设临界飞行速度时，根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型；若是，变换所述变体无人机的构型；若否，将所述变体无人机的构型变换成中间构型，转入下一步骤；/n根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型；若是，则将所述变体无人机从中间构型变换到高速构型或低速构型；若否，则指示所述变体无人机的构型继续保持中间构型。/n

【技术特征摘要】
1.一种变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述变体无人机的构型变换控制方法包括：
实时监测所述变体无人机的飞行速度；
当确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度穿越预设临界飞行速度时，根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型；若是，变换所述变体无人机的构型；若否，将所述变体无人机的构型变换成中间构型，转入下一步骤；
根据预设的第二可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够从中间构型变换到高速构型或低速构型；若是，则将所述变体无人机从中间构型变换到高速构型或低速构型；若否，则指示所述变体无人机的构型继续保持中间构型。


2.根据权利要求1所述的变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括通过监测到所述变体无人机的上一时刻飞行速度和当前时刻飞行速度来确定所述变体无人机当前时刻的飞行速度是否穿越预设临界飞行速度。


3.根据权利要求2所述的变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，
当变体无人机的上一时刻飞行速度与预设临界飞行速度的差值和变体无人机的当前时刻飞行速度与预设临界飞行速度的差值的乘积小于0时，确定所述变体无人机的当前时刻的穿越预设临界飞行速度。


4.根据权利要求2所述的变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括：
计算所述变体无人机当前构型下的当前升力和当前阻力以及期望构型下的期望升力和期望阻力。


5.根据权利要求4所述的变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述根据预设的第一可切换性准则，判断所述变体无人机是否能够变换构型的步骤包括：
根据预设的第一可切换性准则，计算用于判断所述变体无人机是否能够变换构型的变换构型判断参数；所述变换构型判断参数用G表示；G＝(Pcosα-Dk-Mgsinθ)(Pcosα-D'k-Mgsinθ)；其中，P表示发动机推力，α表示变体无人机的迎角，Mg表示变体无人机的重量，θ为变体无人机的俯仰角，Dk表示变体无人机当前构型下的当前阻力，D'k表示变体无人机期望构型下的期望阻力；
当所述变换构型判断参数大于0时，表示所述变体无人机能够变换构型；当所述变换构型判断参数小于等于0时，转入所述将所述变体无人机的构型变换成中间构型步骤。


6.根据权利要求4所述的变体无人机的构型变换控制方法，其特征在于，所述将所述变体无人机的构型变换成中间构型步骤之后，所述变体无人机的构型变换控制方法还包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健哲，敬忠良，董鹏，潘汉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31