[发明专利]多旋翼无人机全局输入解耦装置及包含该装置的控制系统

权利要求书

1.一种多旋翼无人机全局输入解耦装置，其特征在于包括：

系数矩阵M_co存储模块(101)；

所述的系数矩阵M_co＝diag(k₁₁，k₂₂，...，k_mm)；(1)

结构矩阵M_rel存储模块(102)；

所述的结构矩阵M_rel＝{-1^kAIV_ij}_{m×6，k＝1，2}    (2)

式(2)中i＝1、2、3、……m，j＝1、2、3、4、5、6，m为旋翼的数量；AIV_ij为第i 个旋翼动作时对第j个自由度的绝对影响值；

设多旋翼无人机机体坐标系的x、y轴位于各连接杆所在的平面内并相互垂直，z轴通过 多旋翼无人机的质心且垂直于各连接杆所在的平面；沿x、y、z轴正向移动自由度为正，沿 x、y、z轴反向移动自由度为负；俯仰角θ为无人机机体绕y轴转动的角度，逆时针转动自 由度为正，顺指针转动自由度为负；滚转角φ为无人机机体绕x轴转动的角度，逆时针转动 自由度为正，顺时针转动自由度为负；偏航角ψ为无人机机体绕z轴转动的角度，逆时针转 动自由度为正，顺时针转动自由度为负；则

第i个旋翼动作时对x、y、z轴方向平动自由度的绝对影响值：

第i个旋翼动作时对俯仰角θ、滚转角φ、偏航角ψ转动自由度的绝对影响值：

当自由度向负方向变化时，k＝1，当自由度向正方向变化时k＝2；

将系数矩阵M_co与结构矩阵M_rel相乘并求逆得到逆矩阵(M_co·M_rel)^-1的模块103；

主导旋翼转速运算模块(104)：利用式(5)得到各主导旋翼转速，并根据其他旋翼与主 导旋翼的对应关系得到其他旋翼转速，然后将得到的各旋翼转速分别传输给各旋翼对应的驱 动装置：

Ω1Ω2...Ωq=(McoMrel)-1U1U2...Up---(5)]]>

式(5)中U₁、U₂、……、U_p为有效自由度虚拟控制量，Ω₁、Ω₂、……、Ω_q为各主导 旋翼的转速。