[发明专利]一种复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制系统及方法，属于复合式飞行器领域。所述的控制系统包括飞行控制系统、2个旋翼臂以及在每条旋翼臂的两端对称安装的光电传感器、直流无刷电机和直流无刷电调；且在每个直流无刷电机上方各固定安装一个旋翼螺旋桨；旋翼螺旋桨随直流无刷电机转动；光电传感器根据发射的光线是否反射判断旋翼螺旋桨是否处于顺桨位置，并输出高低电平信号给飞行控制系统进行检测以及逻辑计算处理，飞行控制系统输出相应的控制信号到直流无刷电调中，进一步控制直流无刷电机转速。通过本发明可以快速准确调整旋翼螺旋桨位置，减小因为桨叶位置不佳导致的动力损耗，减小飞行阻力，提升飞机飞行效率。

技术领域

本发明涉及一种复合式飞行器，具体是一种复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制系统及方法。

背景技术

常规固定翼飞行器具备巡航时间长，飞行效率高和航程远等优点，但起飞需要助跑，空投或者依靠弹射起飞，降落时又必须滑行，撞网或是伞降等，这极大地影响了固定翼飞行器的使用。

因此，具备了垂直起降优点的复合式飞行器逐渐成为了国内外研究者的关注热点。复合式飞行器是在原有固定翼飞行器的结构基础上增加了多旋翼飞行器结构，这种复合式布局飞行器不仅具有固定翼飞行器续航时间长，载荷大的优点，而且还具备了多旋翼飞行器的垂直起降，纵向和横向机动等功能。

但是当复合式飞行器在进行高速固定翼模态飞行时，多旋翼结构中旋翼螺旋桨将会极大的影响飞行器的气动特性，降低了固定翼飞行器的有效载荷与巡航时间。

发明内容

本发明为了解决上述问题，针对复合式飞行器在以固定翼模态进行高速飞行时，旋翼螺旋桨将会对飞行器的气动特性造成极大影响的问题，提出了一种复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制系统及方法。

所述的复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制系统，包括安装在机身中的飞行控制系统以及安装在复合式飞行器两侧机翼下方的两条旋翼臂；且两条旋翼臂分别平行机身。

在每条旋翼臂的前后两端分别从外向内对称安装有光电传感器、直流无刷电机和直流无刷电调；且在每个直流无刷电机上方各固定安装一个旋翼螺旋桨；旋翼螺旋桨随直流无刷电机转动。

光电传感器的光源向上发射，根据光线是否反射判断旋翼螺旋桨是否处于与飞行方向一致的位置，并输出高低电平信号给飞行控制系统；飞行控制系统对高低电平信号进行检测，通过不同的逻辑计算处理，输出相应的控制信号到直流无刷电调中，进一步控制直流无刷电机转速。

一种复合式飞行器中多旋翼电动螺旋桨顺桨方式的控制方法如下：

步骤一、当复合式飞行器需要进行旋翼螺旋桨顺桨时，飞行控制系统首先输出直流无刷电机停转信号给直流无刷电调；

步骤二、具备刹车功能的直流无刷电调将直流无刷电机锁定在固定位置；

步骤三、当直流无刷电机被锁定时，光电传感器根据光线是否反射，判断目前旋翼螺旋桨是否处于与飞行方向一致的位置；如果是，进入步骤五；否则，进入步骤四；

当旋翼螺旋桨处于与飞行方向一致的位置，此时光电传感器发射光将会反射回来，光电传感器接收到反射光后会输出低电平信号给飞行控制系统；反之，光电传感器无法接收到反射光，光电传感器输出高电平信号给飞行控制系统。

步骤四、飞行控制系统接收到高电平信号，首先输出直流无刷电机转动信号给直流无刷电调，控制直流无刷电机慢速转动，转动一定的时间后，再输出直流无刷电机停转信号给直流无刷电调，并返回步骤二；

步骤五、飞行控制系统持续输出直流无刷电机停转信号，控制旋翼螺旋桨锁定的位置处于顺桨位置。

本发明的优点及带来的有益效果在于：