一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法及系统技术方案

本申请属于飞控系统领域，特别涉及一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法及系统。方法包括：在平飞状态下，无人机接收第一控制指令，并根据第一控制指令实现无人机绕纵轴进行滚转；无人机接收第二控制指令，并根据第二控制指令进行半筋斗动作；无人机接收第三控制指令，并根据第三控制指令进行半筋斗动作；无人机接收第四控制指令，并根据第四控制指令进行半筋斗动作；无人机接收第五控制指令，并根据第五控制指令完成半滚倒转机动。本申请通过对滚转角、滚转角速率、过载等状态量多模态控制，使无人机完成半滚倒转超机动动作，通过多模态控制可保证超机动动作稳定可靠，在无人自主任务中可大大提高任务效能。主任务中可大大提高任务效能。主任务中可大大提高任务效能。

【技术实现步骤摘要】
一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法及系统


[0001]本申请属于飞控系统领域，特别涉及一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法及系统。

技术介绍

[0002]无人机能够摆脱人的生理限制，在机动性、留空时间等方面具有先天优势。无人机可进行宽泛的水平面、垂直面的超机动，可使空间机动能力显著提升。
[0003]由于特殊任务中包括高动态、高智能、最复杂的对抗和博弈任务，对自主和协同能力要求非常高，逻辑复杂，尚未在技术上取得全面突破。如何在无人自主任务中，实现机动动作灵活多样，动作执行稳定可靠，有效提高无人自主任务的效能一直是本领域的技术难点。
[0004]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法及系统，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0006]本申请的技术方案是：本申请的第一个方面提供了一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，包括：步骤一、在平飞状态下，无人机接收第一控制指令，并根据所述第一控制指令实现无人机绕纵轴进行滚转，在满足第一判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第一控制指令为滚转角=180
°
；步骤二、无人机接收第二控制指令，并根据所述第二控制指令进行半筋斗动作，在满足第二判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第二控制指令为滚转角=180
°
，法向过载=4g；步骤三、无人机接收第三控制指令，并根据所述第三控制指令进行半筋斗动作，在满足第三判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第三控制指令为滚转角速率=0
°
/s，法向过载=4g；步骤四、无人机接收第四控制指令，并根据所述第四控制指令进行半筋斗动作，在满足第四判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第四控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=4g；步骤五、无人机接收第五控制指令，并根据所述第五控制指令完成半滚倒转机动动作，所述第五控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=1g。
[0007]在本申请的至少一个实施例中，所述第一判定条件为滚转角=180
°
。
[0008]在本申请的至少一个实施例中，所述第二判定条件为俯仰角≤
‑
85
°
。
[0009]在本申请的至少一个实施例中，所述第三判定条件为俯仰角＞
‑
85
°
。
[0010]在本申请的至少一个实施例中，所述第四判定条件为俯仰角＞
‑5°
。
[0011]在本申请的至少一个实施例中，在步骤二、三、四中，均通过控制无人机的拉杆实现半筋斗动作。
[0012]在本申请的至少一个实施例中，在步骤四、五中，所述滚转角、滚转角速率闭环控制指令根据外环导引控制律解算得到。
[0013]在本申请的至少一个实施例中，在步骤五中，法向过载指令由4g到1g经过3s线性淡化过程。
[0014]本申请的第二个方面提供了一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制系统，包括：第一控制模块，用于在平飞状态下，向无人机发送第一控制指令，使得所述无人机能够根据所述第一控制指令实现无人机绕纵轴进行滚转，其中，所述第一控制指令为滚转角=180
°
；第二控制模块，用于向无人机发送第二控制指令，使得所述无人机能够根据所述第二控制指令进行半筋斗动作，其中，所述第二控制指令为滚转角=180
°
，法向过载=4g；第三控制模块，用于向无人机发送第三控制指令，使得所述无人机能够根据所述第三控制指令进行半筋斗动作，其中，所述第三控制指令为滚转角速率=0
°
/s，法向过载=4g；第四控制模块，用于向无人机发送第四控制指令，使得所述无人机能够根据所述第四控制指令进行半筋斗动作，其中，所述第四控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=4g；第五控制模块，用于向无人机发送第五控制指令，使得所述无人机能够根据所述第五控制指令完成半滚倒转机动动作，所述第五控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=1g。
[0015]专利技术至少存在以下有益技术效果：本申请的高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，通过对滚转角、滚转角速率、过载等状态量多模态控制，使无人机完成半滚倒转超机动动作，通过多模态控制可保证超机动动作稳定可靠，在无人自主任务中可大大提高任务效能。
附图说明
[0016]图1是本申请一个实施方式的高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法流程图；图2是本申请一个实施方式的外环导引控制律结构示意图；图3是本申请一个实施方式的法向过载线性淡化过程示意图；图4是本申请一个实施方式的半滚倒转机动动作示意图；图5 是本申请一个实施方式的在风扰条件下高机动无人机的半滚倒转过程中高度、法向过载和姿态角的仿真响应曲线。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类
似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
[0018]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
[0019]下面结合附图1至图5对本申请做进一步详细说明。
[0020]本申请的第一个方面提供了一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，参见图1，包括以下步骤：步骤一、在平飞状态下，无人机接收第一控制指令，并根据第一控制指令实现无人机绕纵轴进行滚转，在满足第一判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，第一控制指令为滚转角=180
°
；步骤二、无人机接收第二控制指令，并根据第二控制指令进行半筋斗动作，在满足第二判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，第二控制指令为滚转角=180
°
，法向过载=4g；步骤三、无人机接收第三控制指令，并根据第三控制指令进行半筋斗动作，在满足第三判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，第三控制指令为滚转角速率=0
°
/s，法向过载=4g；步骤四、无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，其特征在于，包括：步骤一、在平飞状态下，无人机接收第一控制指令，并根据所述第一控制指令实现无人机绕纵轴进行滚转，在满足第一判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第一控制指令为滚转角=180
°
；步骤二、无人机接收第二控制指令，并根据所述第二控制指令进行半筋斗动作，在满足第二判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第二控制指令为滚转角=180
°
，法向过载=4g；步骤三、无人机接收第三控制指令，并根据所述第三控制指令进行半筋斗动作，在满足第三判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第三控制指令为滚转角速率=0
°
/s，法向过载=4g；步骤四、无人机接收第四控制指令，并根据所述第四控制指令进行半筋斗动作，在满足第四判定条件后，进入下一步，否则重复本步骤，其中，所述第四控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=4g；步骤五、无人机接收第五控制指令，并根据所述第五控制指令完成半滚倒转机动动作，所述第五控制指令为滚转角、滚转角速率闭环控制指令，法向过载=1g。2.根据权利要求1所述的高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，其特征在于，所述第一判定条件为滚转角=180
°
。3.根据权利要求2所述的高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，其特征在于，所述第二判定条件为俯仰角≤
‑
85
°
。4.根据权利要求3所述的高机动无人机的半滚倒转多模态控制方法，其特征在于，所述第三判定条件为俯仰角＞
‑
85
°
。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙智孝，丁江川，蔡云鹏，张鹏，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：