[发明专利]一种无人机动力系统起飞时工作状态判断及控制方法

权利要求书

1.一种无人机动力系统起飞时工作状态判断及控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)根据无人机正常状态起飞离地速度V_ld和安全余量，设置预定判断速度V_yp；

(2)通过实际滑跑试验获得无人机在不同机场海拔高度、跑道坡度、起飞重量、风速下到达对应预定判断速度V_yp的时间T_sj，并基于得到的试验数据辨识出适用于计算无人机到达预定判断速度V_yp的时间T_yp的辨识模型；或建立飞行动力学模型并通过实际滑跑试验数据修正飞行动力学模型，采用飞行动力学模型计算得到无人机在不同机场海拔高度、跑道坡度、起飞重量、风速下到达对应预定判断速度V_yp的时间T_yp；

(3)将步骤(2)中得到的辨识模型或飞行动力学模型写入飞行控制程序；无人机起飞时，利用飞行控制程序，根据已知的机场海拔高度、跑道坡度、起飞重量、风速实时计算出预定判断时间T_yp；

(4)利用飞行控制程序自动比较无人机起飞时到达预定判断速度V_yp的实际时间T_sj与飞行控制程序计算值T_yp：当T_sj不大于T_yp时，表示动力系统工作正常，无人机正常起飞；当T_sj大于T_yp时，飞行控制程序根据预先设置的许可误差判断是否在许可误差范围内，如在许可误差范围内，表示动力系统工作正常，无人机正常起飞，如在误差范围外，表示动力系统故障，飞行控制程序自动发出指令终止起飞；

所述步骤(2)中，通过实际滑跑试验得到辨识模型的方法如下：

2.1)在无人动力系统正常的情况下，在至少2个不同海拔机场分别测试多组滑跑试验，在同一机场根据不同起飞重量分成多组进行滑跑测试试验，每组试验无人机保持相同的油门、俯仰通道进行滑跑试验，记录机场海拔和跑道的坡度值以及每次试验滑跑过程中的风速值；

2.2)利用遗忘因子递推最小二乘算法对模型对象参数进行参数辨识，得到辨识模型；

辨识模型如下：

V_yp＝k₀+k₁T_yp+k₂W+k₃θ+k₄H+k₅G；

其中，V_yp为预定判断速度，k₀、k₁、k₂、k₃、k₄、k₅分别为模型对象参数，W为风速，θ为跑道坡度，H为机场高度，G为起飞重量。

2.根据权利要求1所述的一种无人机动力系统起飞时工作状态判断及控制方法，其特征在于：若正常状态起飞离地速度V_ld≥30m/s，预定判断速度V_yd的取值为按比例系数乘以正常状态起飞离地速度V_ld，比例系数的取值范围为0.6～0.8；

若正常状态起飞离地速度30m/s＞V_ld＞20m/s，预定判断速度V_yd的取值为按比例系数乘以正常状态起飞离地速度V_ld或正常状态起飞离地速度V_ld减去固定值b；

若正常状态起飞离地速度V_ld≤20m/s，预定判断速度V_yd的取值为：正常状态起飞离地速度V_ld减去固定值b。

3.根据权利要求2所述的一种无人机动力系统起飞时工作状态判断及控制方法，其特征在于：所述预定判断速度V_yd根据需要取0海拔对应的速度，或取一组对应不同空气密度的数组。

4.根据权利要求1所述的一种无人机动力系统起飞时工作状态判断及控制方法，其特征在于：所述许可误差范围根据T_yp按设定的比例确定或取固定值。