申请/专利权人：四川腾盾科技有限公司

申请日：2021-07-20

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN113485400B

主分类号：G05D1/49

分类号：G05D1/49;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2021.10.26#实质审查的生效;2021.10.08#公开

摘要：本发明提供一种垂直发射无人机滚转控制方法，包括：步骤1，定义机体坐标系一，以及该机体坐标系一下的欧拉角一；步骤2，定义机体坐标系二，以及该机体坐标系二下的欧拉角二；步骤3，获取机体坐标系一和机体坐标系二的四元数，并解算欧拉角一和欧拉角二；步骤4，通过判断解算的欧拉角一与阀值的大小，来确定滚转控制反馈量的数据源是来自解算的欧拉角一或欧拉角二；步骤5，将确定的滚转控制反馈量以及滚转角控制目标送入机载控制算法，得到滚转控制指令进行滚转控制。本发明通过定义两个机体坐标系及其欧拉角，并通过其中一个欧拉角的条件判断，来确定滚转控制反馈量的数据源，从而能够实现全姿态域内的滚转角精确控制。

主权项：1.一种垂直发射无人机滚转控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，定义机体坐标系一，以及该机体坐标系一下的欧拉角一；步骤2，定义机体坐标系二，以及该机体坐标系二下的欧拉角二；步骤3，获取机体坐标系一和机体坐标系二的四元数，并解算欧拉角一和欧拉角二；步骤4，通过判断解算的欧拉角一与阀值的大小，来确定滚转控制反馈量的数据源是来自解算的欧拉角一或欧拉角二；步骤5，将确定的滚转控制反馈量以及滚转角控制目标送入机载控制算法，得到滚转控制指令进行滚转控制；定义机体坐标系一为常规机体坐标系，并定义该常规机体坐标系下的欧拉角一分别为俯仰角一、滚转角一和偏航角一；所述常规机体坐标系的坐标原点O1位于飞机重心处，O1X轴位于飞机参考平面内平行于机身轴线并指向飞机前方，O1Y轴垂直于飞机参考平面并指向飞机右方，O1Z轴在参考面内垂直于XO1Y平面，指向飞机下方；俯仰角一为O1X轴与地平面的夹角，以飞机抬头为正；滚转角一为O1Z轴与包含O1X轴的铅垂面之间的夹角，以飞机向右倾斜为正；偏航角一为O1X轴在水平面的投影与北向的夹角，以机头右偏航为正；定义机体坐标系二为特殊机体坐标系，该特殊机体坐标系由机体坐标系一绕其O1Y轴正向旋转90度得到，并定义该特殊机体坐标系下的欧拉角二分别为俯仰角二、滚转角二、偏航角二；所述特殊机体坐标系的坐标原点O2位于飞机重心处；机体坐标系二O2X轴指向机体坐标系一O1Z轴负方向，机体坐标系二O2Y轴与机体坐标系一O1Y轴重合，机体坐标系二O2Z轴指向机体坐标系一O1X轴正方向；机体坐标系二O2X轴与水平面夹角即为俯仰角二，以飞机抬头为正；机体坐标系二O2Z轴与包含O2X轴铅垂面之间的夹角为偏航角二，等效为机体坐标系一中定义的滚转角一，机头右偏为正；机体坐标系二O2X轴在水平面的投影与发射初始状态的机体坐标系二O2X轴在水平面投影的夹角即为滚转角二，以飞机右倾斜为正；步骤3包括：1在水平状态对准惯导，获取机体坐标系一四元数及相应的欧拉角一；所述机体坐标系一四元数p为： 由此，所述机体坐标系一相应欧拉角一表示为： 其中，θ1,分别表示俯仰角一、滚转角一及偏航角一；2根据机体坐标系一与机体坐标系二的关系，由机体坐标系一四元数换算得到机体坐标系二四元数，并根据机体坐标系二四元数解算相应的欧拉角二；机体坐标系二由机体坐标系一绕其O1Y轴正向旋转90度得到，因此将机体坐标一四元数通过绕其O1Y轴旋转90度得到机体坐标系二四元数；机体坐标系二四元数Q表示为： 解算所述机体坐标系二相应欧拉角二表示为： 其中，θ2,分别表示俯仰角二、滚转角二及偏航角二。

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