[发明专利]一种蜂窝阵列飞行器控制系统

说明书

本发明提出了一种蜂窝阵列飞行器控制系统的方案。飞行器包含蜂窝状的多个飞行单元，每个飞行单元包含控制器、升力风扇及姿态传感器，使用固定线位编号的六组通讯线与邻单元连接通讯。控制器配备的程序方法主要为通过飞行单元之间交换单元编号、连接线位号等信息的方式获得飞行单元位置，通过单元位置、姿态信息等实现飞行单元的自我控制。

技术领域

本专利方案涉及飞行器控制领域，特别是阵列式多旋翼飞行器控制领域。

背景技术

随着多旋翼飞行器技术日臻成熟，使得多旋翼飞行器应用越来越广泛，也将越来越多地解决我们生活中的各种问题。在阵列式多旋翼领域中，出现了固定大小的阵列多旋翼，如英特尔打造的飞行汽车Volocopter、中国亿航智能公司打造的亿航216等，还有申请号为201822137253X的专利，提出了一种新型的大小可变的蜂窝阵列多旋翼方案，其中针对蜂窝阵列多旋翼飞行器，目前还没有一个完整的飞行控制系统方案。

发明内容

针对蜂窝阵列多旋翼类型的飞行器，本发明提出了一个飞行控制系统方案，发明内容如下：

一种蜂窝阵列飞行器控制系统，所述飞行器包含呈蜂窝形状进行阵列构造的多个飞行单元，每个飞行单元包含控制器、上下两个正反旋转升力风扇，每个飞行单元包含姿态传感器产生姿态信息或能接收到姿态信息，飞行单元用六组连接通讯线分别与蜂窝六个边邻接的飞行单元进行连接通讯，该六组连接通讯线在控制器内部程序按固定的位置顺序编号，为线位编号，线位编号与姿态信息中的方位有固定对应关系。

所述飞行单元的控制器程序包含以下步骤：

S1、初始化阶段，包含下面子步骤：

S11、产生一个随机数作为本单元的编号。

S12、通过与邻接单元交换信息，及重新产生随机数作为单元编号的方法，来保证本单元编号在邻接单元范围内的唯一性，且获得包含本单元编号、邻接单元编号、本单元与各个邻接单元连接的线位号三种数据的单元连接数据块。

S13、通过与飞行器上所有飞行单元直接或间接通讯来交换单元连接数据块，及重复执行步骤S12的方式，来保证本单元编号在飞行器上所有飞行单元中的唯一性，且获得所有飞行单元的单元连接数据块，形成单元连接数据库。

S14、根据控制器中的单元连接数据库，计算整个飞行器的重心位置，及本飞行单元相对于重心的位置系数，位置系数分为横滚系数、俯仰系数，与距离重心的大小成正比例，与距离重心的方向形成正负值。

S2、正常飞行阶段，包含下面子步骤：

S21、随时接收并保存目标姿态信息及高度增减信息。

S22、定时更新本飞行单元的当前姿态信息。

S23、定时根据高度增减信息，增减本飞行单元两个升力风扇的转速。

S24、定时用目标姿态的俯仰值减去当前姿态俯仰值，然后与本单元的俯仰位置系数相乘，再用此相乘值调整本飞行单元两个升力风扇的转速。

S25、定时用目标姿态的横滚值减去当前姿态横滚值，然后与本单元的横滚位置系数相乘，再用此相乘值调整本飞行单元两个升力风扇的转速。

S26、定时用目标姿态航向值减去当前姿态航向值，然后正比例调整本单元正向旋转风扇的转速，反比例调整本单元反向旋转风扇的转速。

所述飞行单元控制器的更详细的技术方案是：

控制器存储包含以下数据库结构：

邻接单元表，一条记录，记录本飞行单元的邻接数据，包含字段：本单元号、线位1单元号、线位2单元号、线位3单元号、线位4单元号、线位5单元号、线位6单元号，所述线位1-6，对应六组连接通讯线的固定顺序编号。