[发明专利]球载太阳能无人机投放控制方法

权利要求书

1.一种球载太阳能无人机投放控制方法，通过俯仰通道、横滚通道和航向通道进行姿态控制，该球载太阳能无人机包括：

无人机机体；

高空气球，与无人机机体通过绳索连接；以及

切割器，用于切断高空气球与无人机机体间的绳索；

以切割器工作时刻开始至所述无人机机体进入巡航飞行结束，该球载太阳能无人机投放控制方法包括：

步骤A：所述切割器工作后，通过俯仰通道拉起、横滚通道保持零位以及航向通道增稳，使所述无人机机体达到第一俯仰角；

步骤B：通过俯仰通道拉起、横滚通道滚转角进行零位置控制以及航向通道增稳，使所述无人机机体由第一俯仰角达到第二俯仰角；

步骤C：通过俯仰通道拉起、横滚通道滚转角进行零位置控制以及航向通道增稳，使所述无人机机体由第二俯仰角达到第三俯仰角；以及

步骤D：所述无人机机体达到第三俯仰角后，当所述无人机机体满足巡航飞行状态判据时开始进入巡航飞行，投放控制过程结束；所述步骤D包括：

步骤D1：若满足巡航飞行状态判据时，进入巡航飞行；

步骤D2：若不满足巡航飞行状态判据时，维持第三阶段的控制模式，直至所述无人机机体满足巡航飞行状态判据；

其中，所述第一俯仰角、所述第二俯仰角和所述第三俯仰角为所述无人机机体的轴线与水平面的夹角，所述第一俯仰角、所述第二俯仰角和所述第三俯仰角均介于-90°至0°之间且依次递增；

在所述切割器工作时刻前，俯仰通道控制所述无人机机体的升降舵偏角维持在负值；

在所述步骤A和所述步骤B中，俯仰通道控制所述升降舵偏角为所述切割器工作时刻前保持的角度；

在所述步骤C中，俯仰通道实时控制所述升降舵偏角，使所述无人机机体位于加速度最小前提下的最优航迹跟踪计算得到的俯仰角位置；

所述切割器工作时刻为所述无人机机体的初始条件满足投放要求的时刻；

其中，所述投放要求包括：所述球载太阳能无人机的三轴姿态角速率小于±5°/s，风速小于2m/s。

2.根据权利要求1所述的球载太阳能无人机投放控制方法，所述第一俯仰角为-70°，所述第二俯仰角为-50°，所述第三俯仰角为-20°。

3.根据权利要求1所述的球载太阳能无人机投放控制方法，所述无人机机体在投放初始时刻的俯仰角为-90°，在拉起过程中所述无人机机体的航向角的方向即为无人机控制飞行的航向。

4.根据权利要求1所述的球载太阳能无人机投放控制方法，所述巡航飞行状态判据包括：

所述无人机机体的飞行空速大于失速速度；

所述无人机机体的俯仰角在±3°以内；

所述无人机机体的俯仰角速率介于±10°/s之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的球载太阳能无人机投放控制方法，该球载太阳能无人机还包括：光纤惯导，与所述无人机机体中的控制模块接连，用于在切割器工作时给出控制启控时刻。