一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，包括如下模塊：自動(dòng)狀態(tài)選擇模塊；舵量跟蹤狀態(tài)模塊、姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊、速度跟蹤狀態(tài)模塊、懸停狀態(tài)模塊、直航線狀態(tài)模塊、圓航線狀態(tài)模塊、向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊；懸停導(dǎo)航模塊、直航線導(dǎo)航模塊、圓航線導(dǎo)航模塊；控制律模塊包括縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊；俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；飛行控制軟件包括縱向操縱模塊；橫向操縱模塊；尾槳操縱模塊；總距操縱模塊。本發(fā)明設(shè)計(jì)了通過(guò)不同模塊的組合，從而實(shí)現(xiàn)各種飛行任務(wù)，本發(fā)明模塊化高，易于擴(kuò)展，簡(jiǎn)單，復(fù)雜度小，可靠性高。
【專利說(shuō)明】一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件。
【背景技術(shù)】
[0002]小型無(wú)人直升機(jī)機(jī)載飛行控制系統(tǒng)是小型無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分，其通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)從地面站獲得對(duì)其運(yùn)動(dòng)的指令，諸如懸停位置，航線，并采集無(wú)人直升機(jī)飛行過(guò)程中各種運(yùn)動(dòng)信息，諸如位置，速度，加速度，姿態(tài)角，角速率，從而得到使無(wú)人直升機(jī)運(yùn)動(dòng)跟蹤指令信號(hào)所需的操縱量，最終將該操縱量作用于做動(dòng)器從而控制直升機(jī)獲得期望的運(yùn)動(dòng)。
[0003]由于當(dāng)今無(wú)人直升機(jī)發(fā)展的進(jìn)步，對(duì)于無(wú)人直升機(jī)的任務(wù)需求也趨于多樣化，因此希望無(wú)人直升機(jī)能夠進(jìn)行諸如，懸停，直航線，圓航線，向心回轉(zhuǎn)等多種飛行科目的飛行任務(wù)。而單一導(dǎo)航及控制算法，已經(jīng)難以滿足在不同飛行任務(wù)下的需求，因此需要針對(duì)不同飛行任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但這勢(shì)必增加飛行控制軟件設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜性，從而降低其可靠性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，使得無(wú)人直升機(jī)能夠進(jìn)行諸如懸停、直航線、圓航線、向心回轉(zhuǎn)等多種飛行科目的飛行任務(wù)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，包括如下模塊:
[0006]( I )、自動(dòng)狀態(tài)選擇模塊:自動(dòng)選擇控制狀態(tài)；
[0007](2)、狀態(tài)模塊:包括舵量跟蹤狀態(tài)模塊、姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊、速度跟蹤狀態(tài)模塊、懸停狀態(tài)模塊、直航線狀態(tài)模塊、圓航線狀態(tài)模塊、向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊；
[0008]還包括如下模塊:
[0009](3)、導(dǎo)航解算模塊:包括懸停導(dǎo)航模塊、直航線導(dǎo)航模塊、圓航線導(dǎo)航模塊；
[0010]懸停導(dǎo)航模塊:輸入為期望懸停點(diǎn)位置高度，輸出為直升機(jī)與懸停點(diǎn)的前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差；
[0011]直航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望直航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角；
[0012]圓航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望圓航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；
[0013]懸停狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的懸停點(diǎn)坐標(biāo)、懸停偏航角調(diào)用懸停導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與懸停點(diǎn)的前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差。
[0014]直航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的前一航點(diǎn)、后一航點(diǎn)的位置信息，以及期望的航線速度調(diào)用直航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角。
[0015]圓航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向、以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角。
[0016]向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角。
[0017]小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件還包括控制律模塊。
[0018]所述控制律模塊包括外環(huán)模塊有:縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊；
[0019]縱向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的前向偏距、前向速度誤差，輸出為期望俯仰角；
[0020]縱向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的航線速度誤差及前向加速度，輸出為期望俯仰角；
[0021]橫向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)偏距、側(cè)偏速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；
[0022]橫向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)向速度誤差及側(cè)向加速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；
[0023]所述控制律模塊包括內(nèi)環(huán)模塊有:俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0024]俯仰角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望俯仰角、當(dāng)前俯仰角及俯仰角速率，輸出為縱向操縱量；
[0025]滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的滾轉(zhuǎn)角指令、當(dāng)前滾轉(zhuǎn)角及滾轉(zhuǎn)角速率,輸出為橫向操縱量；
[0026]偏航角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望偏航角及偏航角速率、當(dāng)前偏航角及偏航角速率，輸出為航向操縱量；
[0027]高度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的高度偏差、升降速度偏差，輸出為總距操縱量。
[0028]小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件包括:
[0029]縱向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行縱向操縱；
[0030]橫向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行橫向操縱；
[0031]尾槳操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行尾槳操縱；
[0032]總距操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行總距操縱。
[0033]舵量跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的舵量跟蹤狀態(tài)信息；
[0034]姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的姿態(tài)跟蹤狀態(tài)信息；
[0035]速度跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的速度跟蹤狀態(tài)信息；
[0036]懸停狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的懸停狀態(tài)信息；
[0037]直航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的直航線狀態(tài)信息；
[0038]圓航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的圓航線狀態(tài)信息；
[0039]向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。
[0040]舵量跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊、橫向操縱模塊、尾槳操縱模塊、總距操縱模塊；
[0041]姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、總距操縱模塊；
[0042]速度跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0043]懸停狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)懸停導(dǎo)航模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0044]直航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)直航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0045]圓航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0046]向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；
[0047]縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊；
[0048]橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊；
[0049]俯仰角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊；
[0050]滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至橫向操縱模塊；
[0051]偏航角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至尾槳操縱模塊；
[0052]高度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至總距操縱模塊。
[0053]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種模塊化的飛行控制軟件，針對(duì)舵量跟蹤、姿態(tài)跟蹤、速度跟蹤、懸停、直航線、圓航線、向心回轉(zhuǎn)七種飛行任務(wù)，設(shè)計(jì)了懸停、直航線、圓航線三種導(dǎo)航模塊及縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊等七種控制律模塊。通過(guò)不同模塊的組合，從而實(shí)現(xiàn)各種飛行任務(wù)。本發(fā)明模塊化高，易于擴(kuò)展，簡(jiǎn)單，復(fù)雜度小，可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0054]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0055]圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0057]如圖1所示，一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，包括如下模塊:
[0058]( I )、自動(dòng)狀態(tài)選擇模塊:自動(dòng)選擇控制狀態(tài)；
[0059](2)、狀態(tài)模塊:包括舵量跟蹤狀態(tài)模塊、姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊、速度跟蹤狀態(tài)模塊、懸停狀態(tài)模塊、直航線狀態(tài)模塊、圓航線狀態(tài)模塊、向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊。
[0060]舵量跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的舵量跟蹤狀態(tài)信息；姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的姿態(tài)跟蹤狀態(tài)信息；速度跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的速度跟蹤狀態(tài)信息；懸停狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的懸停狀態(tài)信息；直航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的直航線狀態(tài)信息；圓航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的圓航線狀態(tài)信息；向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)信
肩、O
[0061]還包括如下模塊:
[0062](3)、導(dǎo)航解算模塊:包括懸停導(dǎo)航模塊、直航線導(dǎo)航模塊、圓航線導(dǎo)航模塊。圖1中上層虛線框所示為導(dǎo)航解算模塊。
[0063]懸停導(dǎo)航模塊:輸入為期望懸停點(diǎn)位置高度，輸出為直升機(jī)與懸停點(diǎn)的前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差；
[0064]直航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望直航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角；
[0065]圓航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望圓航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；
[0066]懸停狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的懸停點(diǎn)坐標(biāo)、懸停偏航角調(diào)用懸停導(dǎo)航模塊輸出為直升機(jī)與懸停點(diǎn)的前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差;
[0067]直航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的前一航點(diǎn)、后一航點(diǎn)的位置信息，以及期望的航線速度調(diào)用直航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角；
[0068]圓航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向、以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；
[0069]向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；
[0070]一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件還包括控制律模塊。圖1中下層虛線框所示為控制律模塊。
[0071]所述控制律模塊包括外環(huán)模塊有:縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊。
[0072]縱向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的前向偏距、前向速度誤差，輸出為期望俯仰角；
[0073]縱向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的航線速度誤差及前向加速度，輸出為期望俯仰角；
[0074]橫向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)偏距、側(cè)偏速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；
[0075]橫向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)向速度誤差及側(cè)向加速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；
[0076]所述控制律模塊包括內(nèi)環(huán)模塊有:俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0077]俯仰角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望俯仰角、當(dāng)前俯仰角及俯仰角速率，輸出為縱向操縱量；[0078]滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的滾轉(zhuǎn)角指令、當(dāng)前滾轉(zhuǎn)角及滾轉(zhuǎn)角速率,輸出為橫向操縱量；
[0079]偏航角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望偏航角及偏航角速率、當(dāng)前偏航角及偏航角速率，輸出為航向操縱量；
[0080]高度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的高度偏差、升降速度偏差，輸出為總距操縱量。
[0081]一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，包括:
[0082]縱向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行縱向操縱；
[0083]橫向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行橫向操縱；
[0084]尾槳操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行尾槳操縱；
[0085]總距操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行總距操縱。
[0086]舵量跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊、橫向操縱模塊、尾槳操縱模塊、總距操縱模塊。
[0087]姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、總距操縱模塊。
[0088]速度跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0089]懸停狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)懸停導(dǎo)航模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0090]直航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)直航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0091]圓航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0092]向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊。
[0093]縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊，橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊。
[0094]俯仰角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊，滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至橫向操縱模塊，偏航角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至尾槳操縱模塊，高度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至總距操縱模塊。
[0095]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種模塊化的小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，針對(duì)舵量跟蹤、姿態(tài)跟蹤、速度跟蹤、懸停、直航線、圓航線、向心回轉(zhuǎn)七種飛行任務(wù)，設(shè)計(jì)了懸停、直航線、圓航線三種導(dǎo)航模塊及縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊等七種控制律模塊。通過(guò)不同模塊的組合，從而實(shí)現(xiàn)各種飛行任務(wù)。本發(fā)明模塊化高，易于擴(kuò)展，簡(jiǎn)單，復(fù)雜度小，可靠性高。
[0096]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，包括如下模塊:(1)、自動(dòng)狀態(tài)選擇模塊:自動(dòng)選擇控制狀態(tài)；(2)、狀態(tài)模塊:包括舵量跟蹤狀態(tài)模塊、姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊、速度跟蹤狀態(tài)模塊、懸停狀態(tài)模塊、直航線狀態(tài)模塊、圓航線狀態(tài)模塊、向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊；其特征在于:還包括如下模塊:(3)、導(dǎo)航解算模塊:包括懸停導(dǎo)航模塊、直航線導(dǎo)航模塊、圓航線導(dǎo)航模塊；懸停導(dǎo)航模塊:輸入為期望懸停點(diǎn)位置高度，輸出為直升機(jī)與懸停點(diǎn)的前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差；直航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望直航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角；圓航線導(dǎo)航模塊:輸入為期望圓航線信息，輸出為直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；懸停狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的懸停點(diǎn)坐標(biāo)、懸停偏航角調(diào)用懸停導(dǎo)航模塊輸出前向偏距、側(cè)向偏距、前向速度偏差、側(cè)向速度偏差、高度差、升降速度偏差；直航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的前一航點(diǎn)、后一航點(diǎn)的位置信息，以及期望的航線速度調(diào)用直航線導(dǎo)航模塊直升 機(jī)與航線的側(cè)偏距、側(cè)偏速度、縱向速度誤差、高度偏差、升降速度偏差、期望航向角；圓航線狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向、以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角；向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊根據(jù)其輸入的圓航線圓心坐標(biāo)、半徑、旋向以及期望航線速度信息調(diào)用圓航線導(dǎo)航模塊輸出直升機(jī)與航線的徑向偏距、徑向速度、切向速度誤差、高度誤差、升降速度誤差、期望航向角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，其特征在于:還包括控制律模塊。所述控制律模塊包括外環(huán)模塊有:縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊；縱向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的前向偏距、前向速度誤差，輸出為期望俯仰角；縱向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的航線速度誤差及前向加速度，輸出為期望俯仰角；橫向位置穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)偏距、側(cè)偏速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；橫向速度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的側(cè)向速度誤差及側(cè)向加速度，輸出為期望滾轉(zhuǎn)角；所述控制律模塊包括內(nèi)環(huán)模塊有:俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊；俯仰角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望俯仰角、當(dāng)前俯仰角及俯仰角速率，輸出為縱向操縱量；滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的滾轉(zhuǎn)角指令、當(dāng)前滾轉(zhuǎn)角及滾轉(zhuǎn)角速率，輸出為橫向操縱量；偏航角穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的期望偏航角及偏航角速率、當(dāng)前偏航角及偏航角速率，輸出為航向操縱量； 高度穩(wěn)定模塊:輸入為直升機(jī)的高度偏差、升降速度偏差，輸出為總距操縱量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，其特征在于:包括: 縱向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行縱向操縱； 橫向操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行橫向操縱； 尾槳操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行尾槳操縱； 總距操縱模塊:用于對(duì)直升機(jī)進(jìn)行總距操縱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，其特征在于: 舵量跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的舵量跟蹤狀態(tài)信息； 姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的姿態(tài)跟蹤狀態(tài)信息； 速度跟蹤狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的速度跟蹤狀態(tài)信息； 懸停狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的懸停狀態(tài)信息； 直航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的直航線狀態(tài)信息；` 圓航線狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的圓航線狀態(tài)信息； 向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊輸出直升機(jī)的向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種小型無(wú)人直升機(jī)的模塊化機(jī)載飛行控制軟件，其特征在于: 舵量跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊、橫向操縱模塊、尾槳操縱模塊、總距操縱模塊； 姿態(tài)跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊、滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、總距操縱模塊； 速度跟蹤狀態(tài)模塊的輸出信息傳輸至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊； 懸停狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)懸停導(dǎo)航模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊； 直航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)直航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊； 圓航線狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線導(dǎo)航模塊輸出至縱向速度穩(wěn)定模塊、橫向位置穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊； 向心回轉(zhuǎn)狀態(tài)模塊的輸出信息通過(guò)圓航線模塊輸出至縱向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊、偏航角穩(wěn)定模塊、高度穩(wěn)定模塊； 縱向位置穩(wěn)定模塊、縱向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至俯仰角穩(wěn)定模塊； 橫向位置穩(wěn)定模塊、橫向速度穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊； 俯仰角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至縱向操縱模塊； 滾轉(zhuǎn)角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至橫向操縱模塊； 偏航角穩(wěn)定模塊的輸出信息傳輸至尾槳操縱模塊；高度穩(wěn)定模塊的輸 出信息傳輸至總距操縱模塊。
【文檔編號(hào)】G05D1/08GK103645739SQ201310641740
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張浩宇, 許偉 申請(qǐng)人:新譽(yù)集團(tuán)有限公司