【技术实现步骤摘要】
一种横列式双旋翼无人机矢量控制方法
[0001]本专利技术涉及无人机领域的一种无人机飞行控制方法,尤其涉及一种横列式双旋翼无人机矢量控制方法。
技术介绍
[0002]横列式双旋翼无人机,主要用于战术运输、客运、医疗、搜救、农用植保等任务,主要优势在于其双旋翼无人机横向安置,机身的纵向体积减少,相对于四旋翼少了两个旋翼和电机少了两个旋翼的动力消耗,整体的消耗降低,续航能力更强,带来的直接好处是相同体积下其运载能力相较于传统的四旋翼有明显的提升,载重能力也更大。
[0003]近年来,多旋翼飞行器在军事和民用领域得到了越来越广泛的应用,目前多旋翼飞行器以四旋翼、六旋翼结构为主,其旋翼无法实现倾转,推力方向固定,无法实现推力矢量控制。随着无人飞行器任务复杂度的提高,固定推力方向的多旋翼飞行器局限性也越来越大,而推力矢量控制对无人飞行器的机动性有非常关键的作用,横列式双旋翼无人机矢量飞行器作为一种新型无人机结构,具备续航时间长和固定翼结合实现垂直起降(vertical take
‑
off and landing,VTOL)等优势,其飞行包线要大于固定翼和旋翼机,具备更大的飞行范围。
[0004]目前,双旋翼无人机的飞控算法非常复杂,不仅要考虑旋翼的控制,还要考虑舵机倾转等方面的特性,对飞控算法及其控制系统的要求远高于四旋翼。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题,本专利技术提出一种横列式双旋翼无人机矢量控制方法。本专利技术通过采用基于虚拟控制量的滑模控制,虚拟控制量 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种横列式双旋翼无人机矢量控制方法,其特征在于:方法包括以下步骤:1)根据双旋翼无人机的动力学模型构建设计滑模控制器;2)滑模控制器根据输入的双旋翼无人机的期望位置和期望速度,处理获得双旋翼无人机在世界坐标系下x轴方向和z轴方向上的加速度u
x
、u
z
,然后将加速度u
x
、u
z
解算到双旋翼无人机的执行器的控制量,包括双旋翼无人机中舵机倾转的角度δ和双旋翼无人机的单个旋翼所产生的推力f,具体公式如下:δ=
‑
a
‑
θ式中,δ表示双旋翼无人机中舵机倾转的角度,θ表示双旋翼无人机的俯仰角,a表示双旋翼无人机的所需推力F方向的倾转角度;f表示双旋翼无人机的单个旋翼所产生的推力;m表示双旋翼无人机的质量;3)通过混控器将执行器的控制量δ和f叠加到俯仰通道和偏航通道的控制量得到双旋翼无人机的执行器的输出量δ
L
,δ
R
,f
L
,f
R
,进而控制双旋翼无人机矢量飞行,具体公式:δ
L
=δ+δ
ψ
δ
R
=δ
‑
δ
ψ
f
L
=f+f
φ
f
R
=f
‑
f
φ
其中,δ
L
,δ
R
分别表示双旋翼无人机的两个旋翼上两舵机的倾斜角度,f
L
,f
R
分别表示双旋翼无人机的两旋翼所产生的推力,δ
ψ
表示偏航通道的舵机倾斜控制量,f
φ
表示横滚通道的旋翼推力的控制量。2.根据权利要求1所述的一种横列式双旋翼无人机矢量控制方法,其特征在于:所述的执行器包括了...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆嘉晨,郑恩辉,刘琛,唐勇,
申请(专利权)人:杭州启飞智能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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