[发明专利]一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法

说明书

本发明属于无人机高度控制技术，具体涉及一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法。本发明包括一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法。本发明通过融合当前无人机的飞行高度、飞行状态以及无人机接收到的高度指令等信息，经过基于非线性滞环的高度模态切换逻辑和指令解算，计算出高度控制指令，控制无人机的飞行高度快速跟踪到目标高度，使无人机具备在不同飞行状态实时下响应高度指令和快速跟踪到指令高度的能力。

技术领域

本发明属于无人机高度控制技术，具体涉及一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法及实现。

背景技术

无人机在高空的工作方式为高度控制，即跟踪高度指令，当无人机的当前飞行高度与高度指令相差较大时，无人机以高度控制模态跟踪高度指令所需要得时间较长。一般无人机的高度控制的升降速度能力为6m/s，当高差为60m需要10s的调节时间，若无人机采用俯仰角表速模态的方式，一般无人机的表速控制在升降速度方向上的调整能力为大于等于15m/s，则60m的高差仅需4s。但无人机只能用高度控制的方式来定高飞行，所以当无人机当前飞行高度接近高度指令后又需要切换至高度控制模态对高度指令进行微调。

发明内容

本发明提出了一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法及这种方法的软件实现流程。通过对无人机在不同高度差下的控制模态的切换，解决了无人机对高度指令进行快速响应的技术问题。

本发明提供一种基于非线性滞环的快速高度指令跟踪方法，具体步骤如下：

步骤1：高度指令跟踪模块接收高度测量值、高度指令、飞行状态信息；所述飞行状态信息包括：平飞、下降、爬升；

步骤2：高度指令跟踪初始化，判断是否是第一拍进入高度控制模态，如果是第一拍，进行高度指令跟踪初始化；如果不是，则执行高度控制模态切换逻辑，生成控制模态字；

步骤3：根据控制模态字执行相应的高度指令计算；

步骤4：向升降舵输出高度指令。

上述步骤2中所述的高度指令跟踪初始化具体步骤如下：

A:计算第一拍的高度差DH，DH是指高度指令和实际高度的差；

B:如果第一拍高度差DH大于DH0，则将高度控制模态字置为俯仰角表速控制；否则，执行第三步。DH0表示最大的高度差绝对值；

C:如果第一拍高度差DH小于-DH0，则将高度控制模态字置为俯仰角表速控制；否则，执行D；

D:如果第一拍高度差DH大于-DH0，则将高度控制模态字置为高度控制。

步骤2中所述的高度控制模态切换逻辑，具体步骤如下：

A：计算连续四拍的高度差DH；

B：如果高度差DH连续4拍小于-DH0m,则调度俯仰角表速控制；

C：如果高度差DH连续4拍大于DH0m,则调度俯仰角表速控制；

D：如果高度差DH连续4拍大于–DH0m并且小于-DH1m，需根据此时无人机的飞行状态分别处理：如果此时为无人机的飞行状态为平飞，那么调度高度控制；否则，调度俯仰角表速控制。所述DH1表示最小的高度差绝对值，DH1<DH0；

E：如果高度差DH连续4拍大于–DH1m并且小于DH1m，调度高度控制；

F：如果高度差DH连续4拍大于DH1m并且小于DH0m，需根据此时无人机的飞行状态分别处理：如果此时为无人机的飞行状态为平飞，那么调度高度控制；否则，调度俯仰角表速控制。