[发明专利]一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法及控制装置，包括旋翼模式、正向过渡模式、逆向过渡模式和固定模式下控制；无人机在旋翼模式时：S1：通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇提供拉力；通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇。本发明通过其旋翼模式、正向过渡模式、逆向过渡模式及固定翼模式四种飞行模式提出了相对应的控制方法，有效的解决了四旋翼尾坐式其抗风是依靠旋翼提高转速改变姿态来抵抗，非常耗电，从而导致飞机悬停油门不敢太高，飞机起飞重量也就不能太大，需要保证1.5‑2的推重比，载荷能力受限的问题。

技术领域

本发明涉及一种无人机控制方法，特别涉及一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法及控制装置，属于无人机技术领域。

背景技术

垂直起降无人机中，尾坐式垂直起降无人机具有死重少，飞行性能好的优点而在市场得到了充分的发展，多采用四旋翼尾坐式或共轴反桨尾坐式，但四旋翼尾坐式其抗风是依靠旋翼提高转速改变姿态来抵抗，非常耗电，从而导致飞机悬停油门不敢太高，飞机起飞重量也就不能太大，需要保证1.5-2的推重比，载荷能力受限；共轴反桨尾坐式虽有较高效率，但共轴反桨技术本身的设计难度及工程制作复杂性较高，可靠性一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种推力矢量尾坐式垂直起降无人机的控制方法及控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括旋翼模式、正向过渡模式、逆向过渡模式和固定模式下控制；

无人机在旋翼模式时：

S1：通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇提供拉力；通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇的转速增减，使无人机实现爬升或下降；

S2：减小第二左侧固定动扇螺旋桨转速、增加第二右侧固定动扇螺旋桨转速，产生左侧向力，无人机向左运动；增大第二左侧固定动扇螺旋桨转速、减小第二右侧固定动扇螺旋桨转速，产生右侧向力，无人机向右运动；

S3：无人机向前后运动时，通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转来实现；

S4：无人机调整航向进行偏航时，通过第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇差动偏转来实现；

无人机在正向过渡模式时：由旋翼模式转为固定翼模式

S5：无人机在旋翼模式下前飞速度小幅增加，机体前倾角和飞行器所受的阻力随之增加，此时要逐渐增大第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转的角度使得无人机前倾角逐渐增大，第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇螺旋桨转速也相应增加时无人机前飞速度不断增大，此时机翼前翼、后翼外翼、后翼内翼仍处于大迎角失速状态，升降舵操纵功效极为有限，使用旋翼第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇、第二左侧固定动扇、第二右侧固定动扇进行操纵；

S6：前飞速度大幅增加，机体前倾角继续增大，无人机逐渐进入小迎角失速状态，所受的阻力开始减小，第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇螺旋桨转速螺旋桨保持高转速使无人机前飞速度继续增加，升降舵操纵效率提高。在这一阶段矢量动力A、第一右侧矢量动扇同向偏转的角度逐渐恢复到零，转而使用升降舵来对飞行器的俯仰运动进行控制，使无人机进入固定翼模式。

无人机在正向过渡模式时：由固定翼模式转为旋翼模式

S7：无人机在固定翼模式下操纵升降舵偏转及第一左侧矢量动扇、第一右侧矢量动扇同向偏转使得无人机由水平飞行姿态俯仰角快速变大并进入大迎角失速状态，同时无人机高度快速增加，无人机爬高与迎角增大使前飞速度快速下降；