一种细分分段的翼伞归航控制方法技术

本发明专利技术涉及一种细分分段的翼伞归航控制方法，包括以下步骤：S1、通过导航模块获得翼伞的导航参数，包括翼伞的位置、高度、速度、飞行方向与目标中心的偏航角；S2、导航模块对获取的参数进行数据解析，将有效数据输出至翼伞控制模块；S3、通过翼伞控制模块对导航数据进行综合分析判别，按照细分分段的方法，发出控制信号。本发明专利技术将分段归航方法进行细分分段，依据空投系统的实时高度、位置等信息，着重合理规划低空段翼伞的归航路径，制定相应的控制策略，减少低空风等环境因素对系统控制精度的不利影响，翼伞自主归航路径得到有效控制，将着陆精度控制在有效范围内，提高了着陆精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括以下步骤：S1、通过导航模块获得翼伞的导航参数，包括翼伞的位置、高度、速度、飞行方向与目标中心的偏航角；S2、导航模块对获取的参数进行数据解析，将有效数据输出至翼伞控制模块；S3、通过翼伞控制模块对导航数据进行综合分析判别，按照细分分段的方法，发出控制信号。本专利技术将分段归航方法进行细分分段，依据空投系统的实时高度、位置等信息，着重合理规划低空段翼伞的归航路径，制定相应的控制策略，减少低空风等环境因素对系统控制精度的不利影响，翼伞自主归航路径得到有效控制，将着陆精度控制在有效范围内，提高了着陆精度。【专利说明】
本专利技术涉及翼伞的归航控制领域，更具体地说，涉及。
技术介绍
目前在精确空投系统中对翼伞的分段归航控制大致分为向心段、能量消耗段和着陆段。向心段采用向心飞行的模式，能量消耗段围绕着陆点做盘旋操纵；着陆段调整至逆风状态实施雀降着陆。这种分段模式相对粗略，操纵策略简单，无法适应多变的气象环境。由于低空段风对系统的着陆精度的影响较大，加上精确空投系统中翼伞系统固有的时滞效应，很难按照预定轨迹精准控制其逆风着陆，达到着陆精度的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种能够提高着陆精度的细分分段的翼伞归航控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造，包括以下步骤:S1、通过导航模块获得翼伞的导航参数，包括翼伞的位置、高度、速度、飞行方向与目标中心的偏航角；S2、导航模块对获取的参数进行数据解析，将有效数据输出至翼伞控制模块；S3、通过翼伞控制模块对导航数据进行综合分析判别，按照细分分段的方法，发出控制信号，细分分段方法及各段控制策略为:I)导航参数无效，采用自旋段，单侧下拉翼伞操纵绳，控制翼伞在空投点附近区域盘旋下落，等待获取有效导航参数；2)在获取有效导航参数之后，采用向心段，控制翼伞按照径向归航的方式朝目标中心滑翔飞行；3)翼伞滑翔飞行至目标区域范围后，采用高空盘旋段，控制翼伞不超出盘旋外径区域内下落；4)翼伞降高至预着陆高度，采用强制寻的段，控制翼伞飞向目标中心；5)翼伞到达近地高度，采用强制近地盘旋段，单侧下拉操纵绳，控制翼伞快速下降；6)翼伞到达雀降高度，采用刹车段，双侧下拉翼伞操纵绳，控制系统安全着陆。上述方法中，在自旋段，翼伞操纵量为25%H?35%H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，在向心段，翼伞操纵量为25%H?75%H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，在高空盘旋段，翼伞操纵量为35%H?45%H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，在强制寻的段，翼伞操纵量为25%H?75%H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，在强制近地盘旋段，翼伞操纵量为70%H~80%H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，在刹车段，翼伞操纵量为满行程操纵量H，H为翼伞操纵绳最大操纵量。上述方法中，当L≥60%R时，进入向心段；当L < R，且高度> H4时，进入高空盘旋段；当翼伞下降至预着陆高度:H4=H5+Vh ? t时，进入强制寻的段；当翼伞下降至近地高度:H5=H6+Vh ? 60%t，进入强制近地盘旋段；当翼伞下降至着陆高度:H6= Vh,进入刹车段；其中，L:翼伞距离着陆点的水平距离；R:100m ~200m;H:翼伞操纵绳最大操纵量；r:电机传动机构绞盘的半径；rev:电机的转速；Vh:翼伞的下降速度；t:翼伞旋转一圈的时间。实施本专利技术的细分分段的翼伞归航控制方法，具有以下有益效果:1、本专利技术将分段归航方法进行细分分段，依据空投系统的实时高度、位置等信息，着重合理规划低空段翼伞的归航路径，制定相应的控制策略，减少低空风等环境因素对系统控制精度的不利影响，翼伞自主归航路径得到有效控制，将着陆精度控制在有效范围内，提闻了着陆精度。2、本专利技术鲁棒性强、易于实现，可推广应用于其他柔性飞行器系统中。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1是本专利技术细分分段的翼伞归航控制方法的飞行包线图；图2是本专利技术细分分段的翼伞归航控制系统的结构示意图。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的【具体实施方式】。本专利技术的细分分段的翼伞归航控制方法包括以下步骤:S1、通过导航模块获得翼伞的导航参数，包括翼伞的位置、高度、速度、飞行方向与目标中心的偏航角等参数；S2、导航模块对获取的参数进行数据解析，将有效数据输出至翼伞控制模块；S3、如图1所示，通过翼伞控制模块对导航数据进行综合分析判别，按照细分分段的方法，发出控制信号，细分分段方法及各段控制策略为:I)在导航系统未获取到有效的导航参数前，采用小操纵量下拉单侧操纵绳，系统在空投点附近盘旋下落，盘旋半径较大，下落速度小，等待获取有效的导航参数。2)在获取有效导航参数之后，采用向心段，控制翼伞按照径向归航的方式朝目标中心滑翔飞行。3)翼伞滑翔飞行至目标区域范围后，采用高空盘旋段，控制翼伞不超出盘旋外径区域内下落 ；4)翼伞降高至预着陆高度，采用强制寻的段，控制翼伞飞向目标中心；5)翼伞到达近地高度，采用强制近地盘旋，大操纵量单侧下拉操纵绳，控制翼伞快速下降；6)翼伞到达雀降高度，采用刹车段，双侧下拉翼伞操纵绳，控制系统安全着陆。本专利技术在低空段针对翼伞高度细分了控制过程，分别执行强制寻的、强制近地盘旋，将翼伞归航路径有效控制在一定范围内，同时，大操纵量减少了风的影响，从而提高着陆精度。在优选的实施例中，I为自旋段:在导航系统未获取到有效的导航参数前，采用小操纵量下拉单侧操纵绳，系统在空投点附近盘旋下落，盘旋半径较大，下落速度小，等待获取有效的导航参数。此时，翼伞操纵量为25%H~35%H，优选为30%H ；2为向心段:获得导航参数后，当L > 60%R，不断修正翼伞飞行方向，使翼伞逐渐对准目标点飞行。此时，翼伞操纵量为25%H~75%H ；3为高空盘旋段:当L < R (—般情况下R:1OOm~200m)，且高度> H4，空投系统逐渐消耗能量，围绕目标点区域盘旋下降。此时，翼伞操纵量为为35%H~45%H，优选为40%H ；4为强制寻的段:当翼伞下降至预着陆高度:H4=H5+Vh.t，强制控制翼伞快速对准目标中心飞行。此时，翼伞操纵量为25%H~75%H ；5为强制近地盘旋段:当翼伞下降至近地高度:H5=H6+Vh.60%t，强制控制翼伞在最接近目标点中心的位置快速盘旋下落。此时，翼伞操纵量为70%H~80%H，优选为75%H ；6为刹车段:当翼伞下降至着陆高度:H6= ν?!，启动刹车，采用满行程操纵量下拉双侧操纵绳，使系统垂直落速迅速减小，安全着陆。其中，L:翼伞距离着陆点的水平距离；R: IOOm ~200m ；H:翼伞操纵绳最大操纵量；r:电机传动机构绞盘的半径；rev:电机的转速；Vh:翼伞的下降速度；t:翼伞旋转一圈的时间。本专利技术的翼伞归航控制系统如图2所示，其包含导航模块、翼伞控制模块、驱动电路、电机及传动机构、反馈电位器等单元。翼伞控制信号经驱动电路，控制电机及传动机构工作。电机及传动机构对翼伞操纵绳卷入或释放，反馈电位器同步感知电机转动位置，反馈至翼伞控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细分分段的翼伞归航控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过导航模块获得翼伞的导航参数，包括翼伞的位置、高度、速度、飞行方向与目标中心的偏航角；S2、导航模块对获取的参数进行数据解析，将有效数据输出至翼伞控制模块；S3、通过翼伞控制模块对导航数据进行综合分析判别，按照细分分段的方法，发出控制信号，细分分段方法及各段控制策略为：1）导航参数无效，采用自旋段，单侧下拉翼伞操纵绳，控制翼伞在空投点附近区域盘旋下落，等待获取有效导航参数；2）在获取有效导航参数之后，采用向心段，控制翼伞按照径向归航的方式朝目标中心滑翔飞行；3）翼伞滑翔飞行至目标区域范围后，采用高空盘旋段，控制翼伞不超出盘旋外径区域内下落；4）翼伞降高至预着陆高度，采用强制寻的段，控制翼伞飞向目标中心；5）翼伞到达近地高度，采用强制近地盘旋段，单侧下拉操纵绳，控制翼伞快速下降；6）翼伞到达雀降高度，采用刹车段，双侧下拉翼伞操纵绳，控制系统安全着陆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琦，贺喜，庞桂林，
申请(专利权)人：航宇救生装备有限公司，
类型：发明
国别省市：