[发明专利]一种无人机重心偏移的补偿方法及系统

说明书

本发明公开了一种无人机重心偏移的补偿方法，包括：获取无人机的目标控制力矩；获取所述无人机由重心偏移得到的附加力矩；采用递推最小二乘法辨识出所述无人机所需的补偿力矩；将所述附加力矩和所述补偿力矩添加到目标控制力矩中进行补偿控制；将补偿后的力矩分配给四个电机，以使所述四个电机驱动所述无人机达到目标姿态。本发明还公开了一种无人机重心偏移的补偿系统。本发明能够对无人机进行重心偏移补偿控制，有效提升无人机的动态性能和抗干扰能力，进而提升用户的飞行体验。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机重心偏移的补偿方法及系统。

背景技术

现有技术中，带云台的无人航拍飞行器都会存在飞行器重心与飞行器机体的几何中心不一致的情况，由此产生的重心偏移会导致控制的效果不够理想，尤其在手动模式下，无人机明显会往重心偏移的方向漂移，大大影响了用户尤其是新手的飞行体验和可操作性。因此，有必要针对无人机重心偏移的问题对其进行准确辨识并补偿控制。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种无人机重心偏移的补偿方法及系统，能够对无人机进行重心偏移补偿控制，有效提升无人机的动态性能和抗干扰能力，进而提升用户的飞行体验。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种无人机重心偏移的补偿方法，包括：

获取无人机的目标控制力矩；

获取所述无人机由重心偏移得到的附加力矩；

采用递推最小二乘法辨识出所述无人机所需的补偿力矩；

将所述附加力矩和所述补偿力矩添加到目标控制力矩中进行补偿控制；

将补偿后的力矩分配给四个电机，以使所述四个电机驱动所述无人机达到目标姿态。

进一步地，所述获取无人机的目标控制力矩，具体包括：

根据所述无人机的目标姿态角以及由所述无人机当前姿态解算得到的姿态角，计算获得姿态角误差；

根据所述姿态角误差获得目标角速度，并根据所述目标角速度以及由所述无人机当前姿态解算得到的角速度，计算获得姿态角速度误差；

根据所述姿态角速度误差获得所述目标控制力矩。

进一步地，所述采用递推最小二乘法辨识出所述无人机所需的补偿力矩，具体包括：

基于俯仰角方向的总力矩、俯仰角速度、滚转角加速度和偏航角速度，采用所述递推最小二乘法辨识出所述无人机在所述俯仰角方向上所需的补偿力矩；

基于滚转角方向的总力矩、滚转角速度、俯仰角加速度和偏航角速度，采用所述递推最小二乘法辨识出所述无人机在所述滚转角方向上所需的补偿力矩；

基于偏航角方向的总力矩、偏航角加速度、滚转角速度和俯仰角速度，采用所述递推最小二乘法辨识出所述无人机在所述偏航角方向上所需的补偿力矩。

进一步地，所述基于俯仰角方向的总力矩、俯仰角速度、滚转角加速度和偏航角速度，采用所述递推最小二乘法辨识出所述无人机在所述俯仰角方向上所需的补偿力矩，具体包括：

获取所述无人机俯仰角方向的力矩平衡方程其中，M_x为无人机俯仰角方向的总力矩，为滚转角加速度，为俯仰角速度，为偏航角速度，I_xx、I_yy、I_zz为无人机的转动惯量，为俯仰角方向的补偿力矩；