[发明专利]一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法及系统

说明书

本发明公开的一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法，包括起飞前检查；发动机运转至总功率一半时开启刹车纠偏和方向舵纠偏，纵向采用俯仰角保持，横向采用滚转角保持；无人机开始地面滑跑后进行离地检测，若检测出无人机还处于地面上，则通过判断无人机地速与侧偏距、滑跑距离决定是否终止起飞；若检测出无人机已经离地一段距离，切断刹车控制，进入航迹跟踪；无人机离地高度较高时收起襟翼，切换至空中控制参数，进入预定航线飞行；本发明还公开了一种大中型固定翼无人机自动起飞控制系统。本发明一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法及系统，解决了现有无人机起飞过程需要人员全程操纵的问题。

技术领域

本发明属于无人机起飞控制方法技术领域，具体涉及一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法。本发明还涉及一种大中型固定翼无人机自动起飞控制系统。

背景技术

近年来，由于我国支线、偏远地区、小运量货运能力不足和无人机技术发展的日渐成熟，我国形成了大中型固定翼无人机研究热潮。大中型固定翼无人机具有货运载荷大、续航时间长、起降能力惊人等独特的性能优势，市场前景和商业价值潜力巨大。

在现有技术中，大中型固定翼多用途无人机的起飞控制，需要工作人员在地面控制站对无人机起飞过程进行全程操纵，无法达到全自动起飞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法，解决了现有无人机起飞过程需要人员全程操纵的问题。

本发明的另一目的在于提供一种大中型固定翼无人机自动起飞控制系统。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种大中型固定翼无人机自动起飞控制方法，包括以下步骤：

步骤1、无人机起飞前检查，检查通过后地面站发送给无人机起飞指令；

步骤2、无人机进入起飞状态后发动机开始运转，当发动机功率达到总功率的50％以上时，开启刹车纠偏和方向舵纠偏，基于侧偏量进行刹车纠偏，基于真航向进行方向舵纠偏，纵向采用俯仰角保持，横向采用滚转角保持；

步骤3、无人机开始地面滑跑后进行离地检测，若检测出无人机还处于地面上，则通过判断无人机地速与侧偏距、或者通过判断无人机滑跑距离决定是否终止起飞；若检测出无人机已经离地且离地高度在15m以上时，切断刹车控制，进入航迹跟踪；

步骤4、无人机离地高度达到50m以上时收起襟翼，切换至空中控制参数，进入预定航线飞行。

本发明第一种技术方案的特点还在于：

步骤1中无人机起飞前检查的项目包括无线电高度、机场高度、初始侧偏、航向对准情况、桨距是否为小距、发动机是否处于暖车。

步骤1中当无线电高度和无人机当前位置的高度一致、机场高度与机场海拔高度一致、初始侧偏5m以下、航向偏差20度以下、桨距为小距且发动机处于暖车时，则检查通过。

步骤2中开启刹车纠偏具体为，当出现侧偏量时，根据公式(1)给出刹车量进行纠偏：

式(1)中，δ_b为刹车量，为刹车控制中的偏航角偏差比例系数，ψ_h为航向角，ψ_cmd为跑道航向，为刹车控制中的侧偏量比例系数，dY为偏离跑道中线的侧偏距；

步骤2中方向舵基于真航向进行纠偏具体为，当真航向出现偏差时，根据公式(2)给出方向舵偏转值进行纠偏：

式(2)中，δ_r为方向舵角度，为方向舵纠偏中的航向角偏差比例系数，为方向舵纠偏中的侧偏量比例系数，为偏航角速度的比例系数，r 为偏航角速度；

步骤2中根据公式(3)给出升降舵角度数值，使俯仰角保持定值：