一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，包括：FCC飞行控制模块和BMS管理模块，所述FCC飞行控制模块包括飞行控制计算机和传感器模块，用于控制飞行器的飞行姿态和动力系统；所述BMS管理模块用于监测飞行器的电池状态和能量消耗；所述飞行控制计算机通过接收传感器模块提供的飞行器的状态信息计算出飞行控制指令，并通过通信高速总线接口或以太网接口将指令传输至所述动力系统，以控制飞行器的飞行。本发明专利技术用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，可以有效应对飞行器飞行器面临的技术挑战，为相关领域的技术研发和应用提供有益的指导和启示。用提供有益的指导和启示。用提供有益的指导和启示。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统


[0001]本专利技术涉及电动航空的
，特别是涉及一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统。

技术介绍

[0002]随着人们对环境保护和城市交通状况的关注，飞行器的市场需求逐渐增加。然而，飞行器的飞行控制系统对于安全性和可靠性的要求非常高，尤其是在复杂的环境和天气条件下，需要保证飞行控制系统的稳定性和实时性。
[0003]在现有技术中，飞行器控制系统的发展已经取得了一定的进展，但仍然存在一些不足和缺陷,如能耗高、反应迟缓等，传统的飞行器控制系统通常基于PID控制器设计，虽然能够实现飞行器的基本稳定和控制，但存在以下问题：对于复杂的飞行情况，PID控制器的调节参数很难确定，导致系统控制性能较差；飞行中的扰动难以准确估计和补偿，导致控制系统的鲁棒性不足；控制系统的抗干扰能力和自适应能力较弱，无法满足复杂多变的环境需求；控制系统的可靠性和安全性不足，难以保证飞行器的安全飞行。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，通过引入电池管理系统（BMS）和飞行控制计算机（FCC）的协同管理策略和算法，实现飞行器的高效、精准的控制，提高了飞行器的飞行稳定性和安全性，以满足更加复杂多变的飞行环境需求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，包括：FCC飞行控制模块和BMS管理模块，所述FCC飞行控制模块包括飞行控制计算机和传感器模块，用于控制飞行器的飞行姿态和动力系统；所述BMS管理模块用于监测飞行器的电池状态和能量消耗；所述飞行控制计算机通过接收传感器模块提供的飞行器的状态信息和BMS采集的电池状态信息优化计算出飞行控制指令，并通过通信高速总线接口或以太网接口将指令传输至所述动力系统，以精准动态控制飞行器的安全飞行。
[0006]在本专利技术一个较佳实施例中，所述传感器模块包括惯性测量单元、GPS接收机和气压计，所述惯性测量单元用于测量飞行器的姿态、角速度和线加速度信息，所述GPS接收机用于测量飞行器的位置信息和速度信息，所述气压计用于测量大气压力，提供飞行器的高度和气压等状态信息。
[0007]在本专利技术一个较佳实施例中，所述传感器模块还包括陀螺仪、加速度计和磁力计，所述GPS接收机用于接收卫星信号，提供飞行器的位置、速度和时间等状态信息。
[0008]在本专利技术一个较佳实施例中，所述惯性测量单元选用MEMS惯性测量单元或FOG惯性测量单元，用于测量飞行器的姿态、角速度和加速度等状态信息。
[0009]在本专利技术一个较佳实施例中，所述动力系统包括电动机、电池组和直流电调器；所
述电调器根据飞行控制计算机提供的控制指令，控制电动机的转速和功率，以控制飞行器的飞行。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述飞行控制计算机还包括存储器模块，用于存储飞行器的状态信息和控制参数。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述电池组可选用锂离子电池组或燃料电池组，所述锂离子电池组包括单体电池、串联电池或并联电池。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，所述BMS管理模块包括电池管理系统、高压电池系统和电源分配单元；所述电池管理系统用于监测电池的电量、温度、电压和电流状态信息，所述高压电池系统用于监测电池的电压信息，所述电源分配单元用于监测电池的充放电电流信息。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，所述FCC飞行控制模块和BMS管理模块之间通过管理控制策略相互协作，用于实现所述飞行器飞行器的稳定和精准控制，包括但不限于基于模型的预测控制MPC、自适应控制或滑模控制。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，所述FCC飞行控制模块和BMS管理模块之间的相互协作通过基于CAN总线或以太网通信协议的数据传输协议完成。
[0015]本专利技术的有益效果是： 通过将FCC和BMS管理模块相互协作，实现飞行器的高效、精准的控制，提高了飞行器的飞行稳定性和安全性，以满足更加复杂多变的飞行环境需求，实现了电池状态和能量消耗的实时反馈和调整，从而提高了飞行器的稳定性和安全性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统的框架示意图。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术的具体实施例为：一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，包括：FCC飞行控制模块和BMS管理模块，FCC飞行控制模块包括飞行控制计算机和传感器模块，用于控制飞行器的飞行姿态和动力系统；BMS管理模块用于监测飞行器的电池状态和能量消耗；飞行控制计算机通过接收传感器模块提供的飞行器的状态信息计算出飞行控制指令，并通过通信高速总线接口或以太网接口将指令传输至所述动力系统，以控制飞行器的飞行，FCC飞行控制模块和BMS管理模块之间通过管理控制策略相互协作，用于实现所述飞行器飞行器的稳定和精准控制，包括但不限于基于模型的预测控制MPC、自适应控制或滑模控制，FCC飞行控制模块和BMS管理模块之间的相互协作通过基于CAN总线或以太网通信协议
的数据传输协议完成，以实现飞行器的稳定性和安全性；飞行控制计算机通过接收传感器模块提供的飞行器的状态信息，计算出飞行控制指令，并通过通信接口CAN总线接口或以太网接口将指令传输至动力系统，控制飞行器的飞行。
[0019]首先，将飞行器的FCC和BMS管理模块之间建立通信链路，使得二者能够进行信息交互和数据共享，同时，根据飞行器的航行状态和目标航行路径，FCC和BMS管理模块共同制定飞行器的飞行控制策略，并将其实时传输到飞行器的控制器中。
[0020]其次，针对飞行器的不同飞行状态，FCC和BMS管理模块采取不同的控制策略，例如，在飞行器的起飞和降落过程中，BMS管理模块可以对电池电量和能耗进行实时监控，以保证飞行器的能量消耗和电池热安全性，在飞行器的巡航过程中，FCC飞行控制模块可以实时控制飞行器的姿态和飞行速度，以保持飞行器的稳定性和飞行精度。
[0021]第三，基于实时的飞行状态和控制策略信息，FCC和BMS管理模块可以对飞行器的控制器进行调节和优化，以达到更加精确和实时的控制效果，例如，在飞行器的起飞和降落过程中，FCC和BMS管理模块可以控制飞行器的起飞角度和着陆速度，以保证飞行器的稳定性和安全性。
[0022]最后，为了保证飞行器的安全性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，其特征在于，包括：FCC飞行控制模块和BMS管理模块，所述FCC飞行控制模块包括飞行控制计算机和传感器模块，用于控制飞行器的飞行姿态和动力系统；所述BMS管理模块用于监测飞行器的电池状态和能量消耗；所述飞行控制计算机通过接收传感器模块提供的飞行器的状态信息和BMS采集的电池状态信息优化计算出飞行控制指令，并通过通信高速总线接口或以太网接口将指令传输至所述动力系统，以精准动态控制飞行器的安全飞行。2.根据权利要求1所述的用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括惯性测量单元、GPS接收机和气压计，所述惯性测量单元用于测量飞行器的姿态、角速度和线加速度信息，所述GPS接收机用于测量飞行器的位置信息和速度信息，所述气压计用于测量大气压力，提供飞行器的高度和气压等状态信息。3.根据权利要求2所述的用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，其特征在于，所述传感器模块还包括陀螺仪、加速度计和磁力计，所述GPS接收机用于接收卫星信号，提供飞行器的位置、速度和时间等状态信息。4.根据权利要求2所述的用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统，其特征在于，所述惯性测量单元选用MEMS惯性测量单元或FOG惯性测量单元，用于测量飞行器的姿态、角速度和加速度等状态信息。5.根据权利要求1所述的用于电动垂直起降飞行器的飞行控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑克国，潘晓俊，李满坤，
申请(专利权)人：齐飞航空科技苏州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：