一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质，涉及车辆技术领域，以精确控制两栖车辆起降。该起降控制方法包括：接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由整车二自由度悬架动力学方程和着陆状态的六自由度运动方程确定；根据多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。本发明专利技术提供的起降控制方法用于多模态陆空两栖车辆的起降控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质
本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质。
技术介绍
多模态陆空两栖车辆(飞行汽车)是一种结合飞行器与汽车两者优点的交通工具。在交通拥堵问题越来越严重的今天，既可以在天空飞行又可以在地下行驶的多模态陆空两栖车辆，不仅解决了交通拥堵问题，还给人类带来新的出行方式。但是，多模态陆空两栖车辆在起降过程受力复杂，难以精确控制多模态陆空两栖车辆的运动状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法及控制装置、计算机存储介质，以精确控制多模态陆空两栖车辆起降过程的运动状态。为了实现上述目的，本专利技术提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法。该多模态陆空两栖车辆包括刚性连接的飞行器和车辆，该多模态陆空两栖车辆起降控制方法包括：接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对所述动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；所述多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由二自由度悬架动力学方程和多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定；根据所述多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。与现有技术相比，本专利技术提供的多模态陆空两栖车辆起降控制方法，通过二自由度悬架动力学方程与多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定的多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程，不仅能精确描述多模态陆空两栖车辆起降过程六自由度上的运动状态，还能精确的描述多模态陆空两栖车辆起降过程悬架二自由度(垂直方向)上的运动状态。此时，可以通过悬架垂直方向上的运动状态，确定与悬架连接的轮胎和车身垂直方向上的运动状态，从而能够通过包含多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程的多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型，在起降过程控制多模态陆空两栖车辆六自由度上的运动状态以及轮胎、悬架、车身垂直方向上的运动状态，以达到精确控制起降过程中多模态陆空两栖车辆运动状态的目的，避免发生事故。本专利技术还提供一种多模态陆空两栖车辆起降控制装置。该多模态陆空两栖车辆起降控制装置包括：处理器以及与所述处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，执行上述多模态陆空两栖车辆起降控制方法。与现有技术相比，本专利技术提供的多模态陆空两栖车辆起降控制装置的有益效果与上述技术方案所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。本专利技术还提供一种计算机存储介质。该计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述多模态陆空两栖车辆起降控制方法。与现有技术相比，本专利技术提供的计算机存储介质的有益效果与上述技术方案所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例大地坐标系下的飞行汽车示意图；图2为本专利技术实施例飞行汽车起降控制方法流程示意图；图3为本专利技术实施例建立飞行汽车的耦合动力学模型流程示意图；图4为本专利技术实施例飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型正视图；图5为本专利技术实施例飞行汽车在着陆状态的车辆力学模型俯视图；图6为本专利技术实施例飞行汽车的轮胎对应的二自由度悬架动力学模型图；图7为本专利技术实施例飞行器力学模型示意图；图8为本专利技术实施例飞行汽车动力学模型正视图；图9为本专利技术实施例飞行汽车动力学模型侧视图；图10为本专利技术实施例飞行汽车的耦合动力学模型运行图；图11为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行汽车的平面映射轨迹；图12为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程输出变量曲线；图13为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程悬架位移曲线；图14为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行动力参数曲线；图15为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程飞行器螺旋桨转速；图16为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶实过程车辆输入变量曲线；图17为本专利技术实施例飞行汽车纯地面行驶过程中间变量曲线；图18为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程飞行汽车的立体行驶轨迹；图19为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程飞行汽车的平面映射轨迹；图20为本专利技术实施例飞行汽车纯空过程飞行时输出变量曲线；图21为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程悬架位移曲线；图22为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程旋翼部分输入变量曲线；图23为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程旋翼部分螺旋桨转速；图24为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程车辆部分输入变量曲线；图25为本专利技术实施例飞行汽车纯空中飞行过程中间变量曲线；图26为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆飞行汽车的立体行驶轨迹；图27为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆飞行汽车的平面映射轨迹；图28为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程输出变量曲线；图29为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程悬架位移曲线；图30为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线；图31为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速；图32为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程车辆部分输入变量曲线；图33为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程中间变量曲线；图34为本专利技术实施例飞行汽车起飞后双轮着陆过程碰撞时刻参数变化；图35为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆飞行汽车的立体行驶轨迹；图36为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆飞行汽车的平面映射轨迹；图37为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程输出变量曲线；图38为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程悬架位移曲线；图39为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程旋翼部分输入变量曲线；图40为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程旋翼部分螺旋桨转速；图41为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程车辆部分输入变量曲线；图42为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程中间变量曲线；图43为本专利技术实施例飞行汽车起飞后单轮着陆过程碰撞时刻参数变化。图1-图43中，横坐标的Time(s)指代时间(s)；纵坐标的m/s指代速度(m/s)，°指代角度(°)，m指代距离(m)，N指代作用力(N)，r/s指代转速(r/s)，rad/s指代角速度(rad/s)。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法，其特征在于，所述多模态陆空两栖车辆包括刚性连接的飞行器和车辆，所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法包括：/n接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；/n采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对所述动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；所述多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由二自由度悬架动力学方程和多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定；/n根据所述多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模态陆空两栖车辆起降控制方法，其特征在于，所述多模态陆空两栖车辆包括刚性连接的飞行器和车辆，所述多模态陆空两栖车辆起降控制方法包括：
接收多模态陆空两栖车辆的动力参数；
采用多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型对所述动力参数进行处理，获得多模态陆空两栖车辆的动力控制参数；所述多模态陆空两栖车辆的耦合动力学模型包括多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程；所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程由二自由度悬架动力学方程和多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程确定；
根据所述多模态陆空两栖车辆的动力控制参数控制多模态陆空两栖车辆起降。


2.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆起降控制方法，其特征在于，所述二自由度悬架动力学方程满足：






其中，FNi为每个轮胎的垂直负载，Mw为轮胎质量，Ms为簧载质量，Kz1为轮胎刚度，Kz2为悬架减震器刚度，cz为悬架减震器阻尼系数，Zi2为每个轮胎对应的车身垂向位移，Zi1为每个轮胎的垂向位移，q为车辆所受到的外部激励，i为轮胎的编号。


3.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆起降控制方法，其特征在于，所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态的六自由度运动方程满足：















其中：M为多模态陆空两栖车辆质量，Ms为簧载质量，Ix为绕多模态陆空两栖车辆x轴相对于质心的转动惯量，Iy为绕多模态陆空两栖车辆y轴相对于质心的转动惯量，Iz为绕多模态陆空两栖车辆z轴相对于质心的转动惯量，φ为多模态陆空两栖车辆绕x轴的滚动角，θ为多模态陆空两栖车辆绕y轴的俯仰角，ψ为多模态陆空两栖车辆绕z轴的偏航角，VX为多模态陆空两栖车辆在x轴方向上的速度，VY为多模态陆空两栖车辆在y轴方向上的速度，VZ为多模态陆空两栖车辆在z轴方向上的速度，Fdi为多模态陆空两栖车辆的轮胎纵向力，FLi为多模态陆空两栖车辆的轮胎侧向力，δi为轮胎转向角，Fa为多模态陆空两栖车辆着陆状态下行驶过程中受到的空气阻力，g为重力加速度，hs为簧载质量重心到车辆的重心的高度，Lx为轮胎在x轴方向上距离多模态陆空两栖车辆中心的距离，Ly为轮胎在y轴方向上距离多模态陆空两栖车辆中心的距离，Zi2为每个轮胎对应的车身垂向位移，Zi1为每个轮胎的垂向位移，Ma为多模态陆空两栖车辆着陆状态下行驶的空气阻力矩，i为轮胎的编号。


4.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆起降控制方法，其特征在于，所述多模态陆空两栖车辆在着陆状态下的运动方程满足：





















其中：M为多模态陆空两栖车辆质量，Ms为簧载质量，Mw为轮胎质量，Ix为绕多模态陆空两栖车辆x轴相对于质心的转动惯量，Iy为绕多模态陆空两栖车辆y轴相对于质心的转动惯量，Iz为绕多模态陆空两栖车辆z轴相对于质心的转动惯量，φ为多模态陆空两栖车辆绕x轴的滚动角，θ为多模态陆空两栖车辆绕y轴的俯仰角，ψ为多模态陆空两栖车辆绕z轴的偏航角，VX为多模态陆空两栖车辆在x轴方向上的速度，VY为多模态陆空两栖车辆在y轴方向上的速度，VZ为多模态陆空两栖车辆在z轴方向上的速度，Fdi为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新钰，刘华平，谭启凡，殷越，焦书源，周沫，黄康尧，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11