申请/专利权人：南开大学

申请日：2023-11-21

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117452859B

主分类号：G05B19/042

分类号：G05B19/042

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明公开一种自主飞行的航空器的控制系统及其方法，所述控制系统包括信号收集单元、核心控制单元、伺服执行机构、通讯中转站、地面数传中心和压控驱动模块；所述核心控制单元包括决策中心、计算中心、主回路；核心控制单元对数据进行计算、分析与决策，并向伺服机构发送控制命令，通过这种自主分析决策过程，实现航空器飞行的自主飞行；计算中心、主回路通过反控制器实现对航空器的飞行控制，并输出控制目标值；本发明通过通讯中转站与地面数传中心对航空器的信号采集，能够做到在地面的实时监控，同时，本发明能够实现航空器自主决策控制飞行，又可以及时发现航空器飞行的突发情况，通过地面传达指令，及时控制并改变航空器的飞行方；安全性强，且保证了航空器的自主飞行能力。

主权项：1.一种自主飞行的航空器的控制系统，其特征在于，包括：信号采集单元、核心控制单元、伺服执行机构、通讯中转站、地面数传中心、压控驱动模块；所述信号采集单元用于采集航空器的加速度、角速度、姿态信息、航空器内外压力值、GPS定位数据信息；所述通讯中转站用于将地面、核心控制单元与信号收集单元的数据传输与命令传达；所述压控驱动模块用于将信号采集单元传输的航空器数据通过数字IO接口以开关量的形式传递给伺服执行机构；其中：所述核心控制单元通过反步法控制器对所述信号采集单元、所述通讯中转站传输的航空器数据进行计算获得控制航空器控制路径指令脉冲信号；所述核心控制单元包括决策中心模块、计算中心模块、反步法控制器和主回路；其中：所述决策中心模块用于对信号采集单元的环境数据进行智能分析与决策，并接受通讯中转站传来的数据指令；所述计算中心模块用于导引结算环境数据，通过反步法控制器对航空器的运动状态进行控制获得路径控制目标；所述主回路用于根据计算中心传递的路径控制目标生成控制航空器控制路径指令脉冲信号传输给伺服执行机构的控制命令；其中：所述计算中心模块对决策中心模块发送的航空器高度、加速度、俯仰角、偏航角、飞行轨迹作为控制的目标值，将信号收集单元所采集的相应信息作为测量值，计算测量值与目标值的偏差，以及状态量作为控制输入传入控制器；所述控制器按照如下数学模型对航空器进行调整向主回路输出控制航空器高度、角度、加速度的目标值； 其中：和表示航空器重心的横向及纵向速度，表示航空器沿X轴、Z轴方向的推力，表示航空器沿Y轴方向上的力矩，Iy表示航空器围绕重心CG总的转动惯性；所述伺服执行机构根据所述核心控制单元输出的航空器控制路径指令脉冲信号驱动航空器电机、舵机、电子调速器硬件设备到达指定位置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南开大学 一种自主飞行的航空器的控制系统及其方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD