[发明专利]遭遇影响效应器的故障的多旋翼器的受控飞行

权利要求书

1.一种用于操作多旋翼器的方法，所述多旋翼器包括：

本体；以及

至少四个效应器，其附接到所述本体，每个效应器配置成使得其能够产生转矩和推力两者；以及

控制单元，所述控制单元能够控制所述多旋翼器的飞行；

所述方法包括以下步骤：

使用所述控制单元来实施以下步骤：

当在一个或更多个效应器中没有故障发生时，基于所述本体的主轴相对于预定参考系的取向，控制所述至少四个效应器中的一个或更多个使得所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器产生垂直于所述主轴的转矩，其中，所述主轴是与由所述至少四个效应器中的所述一个或更多个效应器相对于所述预定参考系在预定时间内所产生的推力的总和对准的轴线，其中，垂直于所述主轴的转矩引起所述多旋翼器移动，使得所述主轴的取向收敛至相对于所述预定参考系的目标取向，以及使得所述至少四个效应器中的所述一个或更多个效应器产生沿着所述主轴的推力；

当在所述一个或更多个效应器的任意效应器中发生故障时，其中所述故障影响由所述至少四个效应器中的任意一个或更多个效应器所产生的转矩和/或推力，则基于所述本体的所述主轴相对于所述预定参考系的取向和所述多旋翼器的角速度，控制无故障的一个或更多个效应器，

使得所述至少四个效应器中的所述无故障的一个或更多个效应器共同产生沿着所述主轴的转矩和垂直于所述主轴的转矩，其中沿着所述主轴的转矩使所述多旋翼器围绕所述主轴旋转，垂直于所述主轴的转矩引起所述多旋翼器移动，使得所述主轴的取向收敛至相对于所述预定参考系的目标取向，以及

使得所述至少四个效应器中的所述无故障的一个或更多个效应器共同产生沿着所述主轴的推力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括下列步骤：使用所述控制单元来实施以下步骤：

计算所述本体的主轴相对于预定参考系的取向的估计值；以及

计算所述多旋翼器的角速度的估计值；

以及其中，基于所述本体的所述主轴相对于所述预定参考系的取向以及基于所述多旋翼器的角速度，控制所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器，使得所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器产生垂直于所述主轴的转矩，其中垂直于所述主轴的转矩引起所述多旋翼器移动，使得所述主轴的取向收敛至相对于所述预定参考系的目标取向，以及使得所述至少四个效应器中的一个或更多个产生沿着所述主轴的推力的步骤包括：

基于所述本体的所述主轴相对于所述预定参考系的取向的所述估计值以及基于所述多旋翼器的角速度的所述估计值，控制所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器，使得所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器产生垂直于所述主轴的转矩，其中垂直于所述主轴的转矩引起所述多旋翼器移动，使得所述主轴的取向收敛至相对于所述预定参考系的目标取向，以及使得所述至少四个效应器中的一个或更多个效应器产生沿着所述主轴的推力。

3.根据权利要求中1-2中任一项所述的方法，其中，所述多旋翼器还包括评价单元，以及其中，所述多旋翼器在飞行时围绕所述主轴进行旋转，其中，所述方法还包括下列步骤：

使用评价单元识别故障，其中所述故障影响由效应器产生的转矩和/或推力；

响应于识别故障，基于所述本体的所述主轴相对于所述预定参考系的取向以及基于所述多旋翼器的角速度，使用控制单元控制所述至少四个效应器中的无故障的一个或更多个效应器，使得所述至少四个效应器中的无故障的一个或更多个效应器产生沿着所述主轴的转矩和垂直于所述主轴的转矩，其中，沿着所述主轴的转矩使所述多旋翼器围绕所述主轴旋转，以及垂直于所述主轴的转矩引起所述多旋翼器移动，使得所述主轴的取向收敛至相对于所述预定参考系的目标取向，以及使得所述至少四个效应器中的无故障的一个或更多个效应器产生沿着所述主轴的推力。

4.根据权利要求3所述的方法，其中使用评价单元识别故障的步骤包括：

基于表示所述多旋翼器的运动的数据，使用所述评价单元识别故障。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，沿着所述主轴的所述转矩引起所述多旋翼器以大于0.5转/秒的速度围绕所述主轴旋转。