[发明专利]一种测量加速度提供阻尼的飞行器转弯控制方法

说明书

本发明是关于一种测量加速度提供阻尼的飞行器转弯控制方法。其首先根据飞行任务设置期望侧向位置信号，并安装AIS2000超高精度双轴倾角传感器与ACC345型MEMS加速度计，测量偏航角与侧向加速度，再通过积分得到侧向速度与位置信号。然后设计非线性低通滤波校正器与非线性双高通滤波器，得到滤波加速度信号与质心运动阻尼信号，线性叠加后得到偏航角期望信号，与偏航角测量信号进行对比得到偏航角误差信号，再进行误差非线性积分与滤波微分，得到偏航通道的综合控制信号，实现飞行器的侧滑转弯。该方法的优点在于使得飞行器侧滑转弯中具有足够的稳定裕度与阻尼，消除积分控制带来的超调，同时具有积分控制无位置静差的优点。

技术领域

本发明涉及飞行器稳定与转弯控制领域，具体而言，涉及一种测量加速度提供阻尼的飞行器转弯控制方法。

背景技术

在某些飞行器的质心控制中，由于特殊条件的限制，飞行器转弯过程需要十分平稳而且无超调，必然无人机的低空掠海飞行，此时如果高度上或者侧向位置控制上，出现超调，则由于导致飞行器入水，从而导致机毁人亡。而传统的高度比例微分控制由于消除静差的需要，必然导致系统引入积分控制而容易出现超调，从而导致系统稳定裕度不足。那么如何在飞行器质心控制中引入足够的阻尼，使得质心控制能够在采用积分控制消除静差的同时而又不存在超调现象，对飞行器的质心稳定具有较为重要的意义。基于上述背景技术，本发明提出一种测量飞行器侧向加速度并进行滤波得到滤波加速度提供系统阻尼的方法，实现飞行器的稳定与转弯控制，阻尼的增加，使得稳定性增强，也使得该方法具有很高的工程应用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量加速度提供阻尼的飞行器转弯控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的飞行器侧滑转弯阻尼不足而导致的超调与不稳定的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种测量加速度提供阻尼的飞行器转弯控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，在飞行器上安装ACC345型MEMS加速度计，测量飞行器的侧向加速度。然后安装AIS2000超高精度双轴倾角传感器，测量飞行器的偏航角；

步骤S20，根据ACC345型MEMS加速度计测量得到的侧向加速度信号，进行两次积分分别得到侧向速度信号与侧向位置信号，并与侧向位置指令信号进行对比，得到侧向位置误差信号；

步骤S30，根据ACC345型MEMS测量得到的侧向加速度信号，设计非线性低通滤波校正器，得到滤波加速度信号，为系统提供阻尼信号；

步骤S40，根据所述的侧向位置误差信号，设计非线性双高通滤波器，得到飞行器质心运动阻尼信号；

步骤S50，根据所述的侧向位置误差信号，进行线性积分得到误差积分信号，并与误差信号、侧向速度信号、滤波加速度信号以及行器质心运动阻尼信号进行线性组合，得到最终的偏航角期望信号；

步骤S60，根据AIS2000超高精度双轴倾角传感器测量得到的偏航角信号与所述的偏航角期望信号进行对比，得到偏航角误差信号，然后设计滤波微分器，得到偏航角误差滤波微分信号，再叠加误差非线性积分信号，组成偏航通道控制信号，实现飞行器偏航通道的转弯控制。

在本发明的一种示例实施例中，在飞行器上安装AIS2000超高精度双轴倾角传感器测量飞行器的偏航角，同时在飞行器上安装ACC345型MEMS加速度计，测量飞行器的侧向加速度，并进行两次积分分别得到侧向速度信号与侧向位置信号，并与侧向位置指令信号进行对比，得到侧向位置误差信号包括；

v_z＝∫a_zdt；

z＝∫v_zdt；