[发明专利]一种旋翼类飞机自适应着落甲板控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种旋翼类飞机自适应着落甲板控制系统及方法，系统包括底座、着陆甲板、MEMS陀螺仪、虎克铰、液压控制阀、ECU控制中心、液压控制器。着陆甲板底面沿圆周均匀分布三组虎克铰。底座上表面沿圆周均匀分布三组虎克铰。底座安装在舰船船体上。着陆甲板和底座上的虎克铰组错开。液压阀的推杆顶端通过虎克铰与着陆甲板相连，底端通过虎克铰与底座相连。两个MEMS陀螺仪分别安装于着陆甲板和底座上。飞机着舰时，MEMS陀螺仪的信号传递到ECU控制中心，控制中心计算后将指令传递到液压控制器，液压控制器向各液压阀发出指令，调节各液压阀推杆的长度，从而保持着陆甲板始终水平且升高后高于船甲板且维持海拔高度不变。本发明系统性能稳定，控制精度高。

技术领域

本发明涉及一种旋翼类飞机自适应着落甲板控制系统及方法，属于中小型运载体上的旋翼类飞机着陆甲板水平稳定技术领域。

背景技术

近年来随着无人机市场的发展，旋翼无人机以优良的操控性能和可垂直起降的方便性等优点迅速获得了广大消费群体的关注和热爱。当前陆基旋翼无人机的应用已经十分广泛，但舰载旋翼无人机的应用还不多，主要原因就是旋翼类无人机在晃动的舰船上着陆十分困难，经常发生着舰时旋翼与舰船受海浪影响，导致姿态无法控制，发生倾翻、侧滑等着陆不成功事件，导致飞机坠毁或者舰船受损，船上人员伤亡等重大事故。因此，如何能让旋翼类飞机稳定的降落到晃动的舰船上，是目前舰载领域中亟待解决的问题。

目前市场上类似的甲板或稳定平台的结构采用传统的底座加薄型平台的结构，双轴为两自由度框架结构，如图1所示：外框方位轴与载体的方位轴平行，安装在空心铝制底座上，内框俯仰轴与载体的俯仰轴平行，内框轴两端通过薄型支撑臂与方位平台连接，伺服电机分别装在空心底座内以及俯仰轴端部，平台甲板安装在俯仰薄型平台上，方位和俯仰平台在各框架电机驱动下可以绕相应的框架轴转动。结合传统的角度传感器和MCU控制器单元来实现动态调整平台甲板的水平度。

此种双轴结构的稳定平台，且是伺服电机驱动平台，由于是支撑架与平台之间是单点受力，一旦平台上的负载质量较大或者质量分布不均匀时，整个机构受框架质量不均衡力矩、轴系间摩擦干扰力矩、机械结构谐振等因素严重影响，以及陀螺随机误差和噪声等是影响该系统惯性稳定精度的重要原因，该系统除了难以控制机械结构的高精密性以及加工、安装的高精密性以外，也很难通过有效的控制策略，提高系统的动静态稳定性能指标，原因是双轴伺服电机对载体(船体)自身的运动消减效果一般，并且系统动态响应速度达不到要求，实际运用效果一般，此种结构一般只会用在基座是固定静物的场景中，很难在舰船上运用此种结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种旋翼类飞机自适应着落甲板控制系统及方法，采用6根或8根等成对数量液压推杆来调整着陆甲板的水平和稳定性能，机构传动平稳、抗干扰能力强，并且承受的负载重量大。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种旋翼类飞机自适应着落甲板控制系统，包括底座、着陆甲板、MEMS陀螺仪、虎克铰、液压控制阀、ECU控制中心、液压控制器，所述底座固定在舰船上，着陆甲板位于底座上方，且不工作时着陆甲板与舰船甲板平齐，着陆甲板的中心投影与底座的中心重合；着陆甲板的下表面沿圆周均匀设置有三组虎克铰，且每组的两个虎克铰相邻；底座的上表面沿圆周均匀设置有三组虎克铰，且每组的两个虎克铰相邻；着陆甲板下表面的虎克铰组与底座上表面的虎克铰组沿圆周错开；所述液压控制阀的数量与着陆甲板下表面虎克铰的数量相同，且每个液压控制阀的推杆顶端与着陆甲板下表面的虎克铰相连，每个液压控制阀的底端与底座上表面的虎克铰相连；着陆甲板下表面的每组两个虎克铰分别与底座上表面与其距离最近的虎克铰相连，在着陆甲板下表面的中心、底座上表面的中心分别安装有一个MEMS陀螺仪，且安装在着陆甲板下表面中心的MEMS陀螺仪，其敏感轴与方位轴垂直，安装在底座上表面中心的MEMS陀螺仪，其敏感轴与方位轴垂直；MEMS陀螺仪的信号通过数据线传输到ECU控制中心，ECU控制中心通过信号线将控制指令传输到液压控制器，液压控制器通过信号线控制液压控制阀推杆的移动。