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申请/专利权人：西安航天动力研究所

摘要：本发明涉及一种两通道无人机的半滚倒转机动飞行控制方法，其目的是解决目前还没有基于俯仰、滚转两通道无人机的半滚倒转飞行控制方法且现有的三通道无人机半滚倒转机动飞行控制方法不能控制两通道无人机进行半滚倒转机动飞行的技术问题。该方法先将半滚倒转机动动作按照时间先后顺序分解为横滚段和过载段，姿态角采用3‑2‑1转序下的姿态角，横滚段的滚转通道通过滚转角速率积分控制使机体横滚180°，实现背部朝下的姿态并保持，俯仰通道通过弹体法向过载指令控制使机体高度保持稳定；过载段的滚转通道仍使用滚转角速率积分控制使机体的滚转姿态保持稳定，过载段的俯仰通道通过弹体法向过载控制使机体保持稳定的正过载，直到其实现掉头并接近改平。

主权项：1.一种两通道无人机的半滚倒转机动飞行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1分解无人机半滚倒转机动飞行动作时序并计算匹配的速度、过载1.1分解无人机半滚倒转机动飞行动作时序；将半滚倒转机动飞行动作按照时间先后顺序分解为横滚段和过载段；1.2计算匹配的速度、过载；选定无人机进行半滚倒转机动飞行动作时的一个任务剖面Hc，根据期望的机动下降高度dHc，结合无人机在该任务剖面Hc的速度和机动能力，计算匹配的飞行速度V或法向过载ny：使半滚倒转机动飞行动作时无人机的下降高度dH接近期望的机动下降高度dHc，则根据法向过载ny计算匹配的飞行速度V，或者根据飞行速度V计算匹配的法向过载ny；计算公式如下： 上式中，g为重力加速度，取9.8ms2，为3-2-1转序俯仰角，dH＝dHc；2t0～t1时段进入横滚段俯仰通道和滚转通道的控制2.1采用弹体法向过载控制方法对横滚段的俯仰通道进行控制；横滚段的俯仰通道断开控制飞行高度的高度控制回路，接入弹体法向过载控制回路，通过弹体法向过载指令nyc，使机体高度、俯仰通道舵面保持稳定，nyc定义为取值在[-6,6]g范围内的指令函数；2.2采用角速率积分控制方法对横滚段的滚转通道进行控制；横滚段的滚转通道断开控制飞行侧向位置的控制回路，接入滚转角速率积分控制回路，通过滚转角指令γc使机体横滚180°，实现背部朝下的姿态并保持；无人机横滚段的时间区间t0～t1时段内无人机滚转角指令γc为： 上式中，t0为滚转角指令的时刻，t1'为滚转角指令首次为π的时刻，t1为横滚段结束的时刻，t为时间；所述背部朝下姿态的姿态角采用3-2-1转序滚转角γ321，滚转角被控量γ，为： 上式中，γ0取值为t0时刻的3-2-1转序滚转角，ωx为滚转角速率；2.3判断时间是否到达t1：若否，则返回步骤2.1；若是，则执行步骤3；3t1～t2时段进入过载段俯仰通道和滚转通道的控制3.1采用弹体法向过载控制方法对过载段的俯仰通道进行控制；过载段的俯仰通道控制回路与横滚段的俯仰通道控制回路相同；结合无人机过载上升时间能力，设计随时间变化的法向过载指令nyc，以控制机体保持稳定的正过载，即：nyc＝nyt,t1t≤t2上式中，t1～t2为无人机过载段的时间区间，其中t2为机动结束时刻；3.2采用角速率积分控制方法对过载段的滚转通道进行控制；过载段的滚转通道控制回路与横滚段的滚转通道控制回路相同；使用滚转角速率积分控制使机体滚转姿态保持稳定，直到其实现掉头并接近改平；无人机过载段时间区间t1～t2时段内的无人机滚转角指令γc为：γc＝π,t1t≤t2所述滚转姿态的姿态角采用3-2-1转序俯仰角定义为负值，为该无人机掉头后接近改平状态的3-2-1转序俯仰角；3.3判断3-2-1转序俯仰角是否首次小于若否，则返回步骤3.1；若是，则机动结束实现该无人机飞行方向转换以及改平。

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