基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法技术

技术编号:42105234 阅读:32 留言:0更新日期:2024-07-25 00:29
本发明专利技术涉及基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法。使用叶片单元动量理论(BEMT)计算风对螺旋桨的影响,并在风场环境下对无人机的受力进行分析和动力学建模,计算垂直于升力方向的切向力,并将此力引入规划层;设计观测器对风场进行估计并设计控制器以跟踪轨迹,消除干扰影响;以条件在险价值(CVaR)作为风险度量指标,使用动力学建模中的切向力,对无人机规划的动力学约束部分进行有向放宽。本发明专利技术有效地提高了飞行器的安全水平,提高了无人机的机动性,并节省飞行能量,为当前无人机在风场环境下利用障碍物和风场实现无人机的安全飞行和机动飞行提供了新的解决方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器的轨迹规划和控制领域,具体涉及基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法


技术介绍

1、当今世界中无人机技术正迅速推进,在巡航检测勘探、目标识别跟踪、物资运输投放以及危险环境作业等领域有着长足的发展。在这种应用背景及发展趋势下,对无人机的机动性、环境风险估计能力、规划方法智能性有着较高的要求。

2、在风场环境下无人机能够如何估计风场的信息,利用风场助力无人机飞行,并对轨迹规划的方向进行引导,实现避风与避障一体化,提高无人机机动性,保障无人机的安全性、机动性以及节省能量是一项值得研究的内容。现有的方法仅考虑风场环境下的控制精度,例如专利公开号为cn117270402a中的方法只考虑到了无人机收到风的测力干扰所带来的侧偏距误差问题,并没有考虑如何规划的问题;或是仅考虑环境有风险条件下的轨迹规划,并没有针对风场干扰的估计以及解决如何稳定控制的方法,例如专利公开号为cn117193370a中的方法通过将局部规划的起终点方向向量与原始轨迹的方向向量夹角变化去评估环境风险,但是并没有考虑风场的影响;或是基于深度学习,例如专利公本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,所述步骤2包括:

4.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,所述步骤3包括,设计基于CVAR的风险量化的飞行轨迹规划算法:

5.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,所述步骤1包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于风场估计和利用的无人机抗干扰轨迹规划与控制方法,其特征在于,所述步骤2包...

【专利技术属性】
技术研发人员:余翔王宇杨贾金豆郭克信郭雷
申请(专利权)人:北京航空航天大学杭州创新研究院
类型:发明
国别省市:

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