[发明专利]一种无人机中立位置自动调整的飞行控制方法

权利要求书

1.一种无人机中立位置自动调整的飞行控制方法，其特征在于：无人机在飞行过程中，根据无人机当前飞行状态与海拔高度实时计算出各个舵面中立位置的理论计算值；

根据飞行状态与控制指令的偏差，采用偏差修正算法，生成无人机各舵面中立位置修正项，实时修正舵面中立位置的理论计算值与实际值的偏差，步骤如下：

(1)计算目标姿态角

根据目标指令与实际指令的偏差，通过比例、微分、积分运算，分别得到目标俯仰角与目标滚转角：

目标俯仰角，由目标高度与实际高度的偏差，经PID控制器给出；

目标滚转角，由目标航向与实际航向的偏差，经PID控制器给出；

(2)计算目标舵面偏量

根据目标姿态角与实际姿态角的偏差，通过比例、微分、积分运算，得到升降舵、副翼以及油门的目标舵面偏量：

升降舵的目标舵面偏量，由目标俯仰角与实际俯仰角的偏差，经PID控制器给出；

副翼的目标舵面偏量，由目标滚转角与实际滚转角的偏差，经PID控制器给出；

油门的目标舵面偏量，由目标速度与实际速度的偏差，经PID控制器给出；

(3)计算各舵面中立位置修正项，修正舵面中立位置的理论计算值与实际值的偏差；

对步骤(2)中得到的升降舵、副翼以及油门的目标舵面偏量分别进行积分平均，且各自积分平均的时间应不小于相应控制通道动态响应周期的2倍，得到的平均值用作相应舵面中立位置修正项；最终得到的目标舵面控制量为舵面中立位置的理论计算值、目标舵面偏量以及舵面中立位置修正项之和。

2.根据权利要求1所述的无人机中立位置自动调整的飞行控制方法，其特征在于：无人机在飞行过程中，根据无人机当前飞行状态与海拔高度实时计算出各个舵面中立位置的理论计算值，其步骤如下：

S1：根据标准大气数据参数表和当前的飞行状态以及海拔高度，根据升力公式，计算升力系数；

S2：根据升力系数、升力线斜率与零升迎角得出平飞迎角；

S3：根据平飞迎角、目标航迹得出俯仰角中立位置；

S4：根据平飞迎角、静稳定系数、升降舵操纵增益，通过力矩平衡得出升降舵中立位置；

S5：根据当前的飞行速度、海拔高度，通过推阻平衡得出平飞阻力与平飞需用推力；

S6：根据平飞需用推力与动力系统相应参数得出油门中立位置；

S7：根据当前目标航线的侧向风的分量，无人机侧面积以及无人机质量，通过侧力平衡得出滚转角中立位置。

3.根据权利要求1所述的无人机中立位置自动调整的飞行控制方法，其特征在于：步骤(3)中，采用滑动窗口积分，各舵面中立位置修正项采用下式计算：

其中，T为窗口长度，t为当前时间，τ为积分时间，δ为目标舵面偏量。