[发明专利]控制参量的冗余优化处理方法、装置及实现装置

权利要求书

1.一种控制参量的冗余优化处理方法，其特征在于，所述方法应用于倾转旋翼机，包括：

获取倾转旋翼机的控制参量和飞行参量；

根据所述倾转旋翼机的动力学模型，建立所述控制参量与所述飞行参量的第一对应关系；

根据所述第一对应关系，确定所述控制参量的自由系数；

根据预设的优化指标，对所述自由系数求取最优解；

根据所述最优解，确定最终的控制参量；

所述根据所述倾转旋翼机的动力学模型，建立所述控制参量与所述飞行参量的第一对应关系的步骤，包括：

通过下述公式建立所述控制参量与所述飞行参量的第一对应关系：

其中，Γ＝τ₁ cosα₁ cosβ₁-τ₂ cosα₂ cosβ₂+τ₃ cosα₃ cosβ₃，τ₁为第一电机产生的力矩，F₁为第一旋翼的升力；τ₂为第二电机产生的力矩，F₂为第二旋翼的升力；τ₃为第三电机产生的力矩，F₃为第三旋翼的升力；α₁、β₁分别为第一旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度；α₂、β₂分别为第二旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度；α₃、β₃分别为第三旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度；U₁为第一水平方向的合力，U₂为第二水平方向的合力、U₃

分别为竖直方向的合力，U₄为第一水平方向的力矩，U₅为第二水平方向的力矩、U₆为竖直方向的力矩，l为机轴长度；

其中，τ_i、F_i分别与第i电机的转速的平方成正比：

τ_i＝dS_i²(i＝1，2，3)

F_i＝k_FS_i²(i＝1，2，3)

其中，S_i为第i电机的转速，d、k_F为已知比例系数；

所述根据所述第一对应关系，确定所述控制参量的自由系数的步骤，包括：

采用下述公式计算获得自由系数：

其中，

t₁，t₂，t₃为所述自由系数；k＝d/k_F；

所述根据预设的优化指标，对所述自由系数求取最优解的步骤，包括：

如果所述优化指标包括能量消耗量，建立所述能量消耗量与所述控制参量的第二对应关系；

获取所述能量消耗量最小时，所述自由系数的取值，将所述取值确定为所述自由系数的最优解。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参量包括第一电机的转速、第二电机的转速、第三电机的转速、第一旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度、第二旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度和第三旋翼的水平倾转角度及竖直倾转角度；所述飞行参量包括第一水平方向的合力、第二水平方向的合力、竖直方向的合力、第一水平方向的力矩、第二水平方向的力矩及竖直方向的力矩；所述第一水平方向与所述第二水平方向垂直。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述能量消耗量与所述控制参量的第二对应关系的步骤，包括：

通过下述公式建立所述能量消耗量与所述控制参量的第二对应关系：

其中，J为能量消耗量的指标函数，表示0～t_f时间内能量消耗量的大小；L为所述自由系数与能量消耗量相关的函数。