[发明专利]控制方法、控制装置和无人直升机

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法、控制装置和无人直升机，它们用于通过使用反馈控制来控制具有多个控制项目的控制对象。

背景技术

传统地，无人直升机用于播撒药剂(诸如农药)或用于拍摄航空照片(JP-A-2002-166893)。当控制这样的无人直升机时，控制项目可以包括机身的飞行方向、滚转角度以及俯仰角、飞行方向的速度和加速度、水平方向的速度和加速度、竖直方向的速度和加速度、高度等。通过彼此独立的控制系统(例如，通过基于现有技术中公知的PID理论的反馈控制)来控制这些控制项目。具体而言，与已规定的与各个控制项目相关的命令值相对应的操作量输入到控制系统中。控制系统计算对应于操作量的目标值，并将对应于目标值的控制量输入到每个控制项目的驱动系统中。该结果反馈到控制量，由此将其设置成更接近于目标值。由此，对每个控制项目进行反馈控制。

发明内容

本发明解决的技术问题

但是，在传统控制方法中，不容易进行自动控制。这是因为在控制系统被构造成以使控制对象的操作更接近于其目标的情况下，如果将彼此不相关的多个非线性控制项目与其控制对象的操作关联起来，或者如果这种控制对象的环境变化较大，则控制系统的逻辑构造会变复杂。

例如，当无人直升机在其机头指向目的地的情况下飞行时，如果强风沿宽度方向(在一侧)吹过时，驾驶员倾斜机身，以逆着风增大滚转角，使得机身不偏航。在这样的情况下，机身的升力较小。如果滚转角增大超过一定的限度，则升力减小很多，使得不能保持机身的高度。在这样的情况下，即使单独地控制滚转角，机身也不能恢复滚转角和避免高度的降低。

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种控制方法、控制装置和无人直升机，用于对具有多个控制项目的控制对象容易地进行自动控制。

解决问题的技术方案

根据本发明的控制方法包括以下步骤：计算控制对象的每个控制项目的目标值，所述控制对象具有多个控制项目；进行反馈控制，以将所述控制项目的值设置得更接近控制项目的目标值；以及基于每个控制项目的当前值和所述目标值之间的偏差，改变其它控制项目的目标值。

根据本发明的控制装置包括：目标值计算部分，用于计算控制对象的每个控制项目的目标值，所述控制对象具有多个控制项目；反馈控制部分，用于进行反馈控制，以将所述控制项目的值设置得更接近所述目标值；以及特征利用判定部分，用于基于每个控制项目的当前值和所述目标值之间的偏差，改变其它控制项目的目标值。

根据本发明的无人直升机包括：目标值计算部分，用于计算无人直升机的每个控制项目的目标值，所述无人直升机具有至少包括机身的滚转角度和方位角的多个控制项目；反馈控制部分，用于进行反馈控制，以将所述控制项目的值设置得更接近所述目标值；以及特征利用判定部分，用于基于每个控制项目的当前值和所述目标值之间的偏差，改变其它控制项目的目标值。

本发明的效果

根据本发明，基于控制对象的控制项目的偏差，将该偏差反馈到其它控制项目。因此，即使将多个彼此不相关的非线性控制项目与控制对象的操作相关联，或者即使控制对象的环境变化较大时，可以更容易地进行自动控制。

附图说明

图1是图示根据本发明的控制装置的构造的框图。

图2是图示根据本发明的控制装置的构造的框图。

图3是图示将本实施例的控制装置应用到无人直升机的情况下的构造的框图。

图4A示出接受侧风的无人直升机的俯视图。

图4B示出接受侧风的无人直升机的正视图。

图4C是图示状态判定部分所进行的第一状态判定程序的流程图。

图4D是图示状态判定部分所进行的第二状态判定程序的流程图。

图5A示出无人直升机在其机头指向迎风侧的俯视图。

图5B示出无人直升机在其机头指向迎风侧的正视图。

图5C是图示特征利用判定部分的判定程序的流程图。

图5D是图示操作修正值计算部分所进行的操作修正值的计算程序的流程图。

具体实施方式

下文中，将参考附图描述本发明的实施例。

如图1-2中所示，本实施例的控制装置包括基本反馈部分100、状态判定部分10以及特征利用判定部分11。

基本反馈部分100包括控制对象1和基本反馈控制系统5，控制对象1具有多个控制项目2(控制项目A、B、C...)，基本反馈控制系统5设置到每个控制项目2中。基本反馈系统5包括目标值计算电路3和增益电路4。