[发明专利]一种模块化自转旋翼高精度空投系统及其空投方法

权利要求书

1.一种模块化自转旋翼高精度空投系统，其特征在于：包括自转旋翼子系统，自转旋翼子系统上分别安装有电源子系统及导航与控制子系统，电源子系统用于向自转旋翼子系统及导航与控制子系统供电；

所述自转旋翼子系统包括水平设置的支撑板，支撑板的下方通过螺栓连接被空投物品，支撑板的上方中心处设有自动倾斜器，自动倾斜器的下方四周均匀布置有四个舵机，四个舵机分别通过舵机摇臂与自动倾斜器连接，自动倾斜器的中心处同轴套接有转轴，转轴上安装有转速传感器，转轴安装在旋翼的中心处，旋翼与转轴的连接处设有桨毂，自动倾斜器通过传动拉杆与桨毂连接；所述舵机设置在支撑板上表面；

所述电源子系统、导航与控制子系统均设置在支撑板上；

所述导航与控制子系统包括小型自动驾驶仪，小型自动驾驶仪分别连接转速传感器、微型INS/GPS组合导航系统及舵机；

所述小型自动驾驶仪内包括位置控制模块、姿态控制模块及舵面分配模块；

姿态控制模块同时接收微型INS/GPS组合导航系统提供的当前俯仰角及当前滚转角信息，计算出当前航向的俯仰控制量、滚转控制量及总距控制量，并发送给舵面分配模块；

俯仰控制量δ_e的计算过程为：

-θ_saf≤δ_e≤θ_saf；

其中，θ表示当前俯仰角，θ_cmd表示俯仰角目标量，Q表示俯仰角速率，ψ表示机体轴与北向夹角，θ_saf表示俯仰角度限幅，K_e为俯仰比例控制系数；为前向/侧向通道俯仰比例控制系数；K_q为俯仰角速率比例控制系数；δ_X为前向控制量，δ_Y为侧向控制量；

滚转控制量δ_a的计算过程为：

其中，K_a为滚转比例控制系数；为前向/侧向通道滚转比例控制系数；K_P为滚转角速率比例控制系数；表示当前滚转角，表示滚转角目标量，P表示滚转角速率，表示滚转角限幅；

总距控制量δ_M的计算过程为：

H≤H_land；

其中，K_M为高度通道总距比例控制系数；为下降率通道总距比例控制系数；H表示当前高度，H_cmd表示高度目标量，V_h表示下降速率，H_land表示着陆模式预定高度。