[发明专利]一种无人直升机控制系统及其算法

说明书

本发明公开了一种无人直升机控制系统及其算法。所述控制系统包括地面数据链终端、定速模块、悬停控制模块、高度控制模块、供电模块和健康管理模块；所述地面数据链终端用于进行与无人直升机之间的信息传输；所述定速模块用于对无人直升机的发动机转速进行定速控制；所述悬停控制模块用于对无人直升机的位置进行保持不变；所述高度控制模块用于控制无人直升机的悬停高度、纵向位置和横向位置；所述供电模块用于对无人直升机的各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能。本发明通过设置定速模块能够对无人直升机的发动机转速进行控制，从而方便无人直升机进行变速飞行。

技术领域

本发明属于无人直升机技术领域，具体涉及一种无人直升机控制系统及其算法。

背景技术

无人直升机，是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降(VTOL)不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。近十几年来，随着复合材料、动力系统、传感器、尤其是飞行控制等技术的研究进展，无人直升机得到了迅速的发展，正日益成为人们关注的焦点。

目前现有的无人直升机控制系统及其算法还存在一些问题：不方便对发动机转速进行控制，不方便无人机的变速飞行，同时无人直升机的稳定性较差，不方便进行空中悬停，为此我们提出一种无人直升机控制系统及其算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人直升机控制系统及其算法，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：一种无人直升机控制系统，所述控制系统包括地面数据链终端、定速模块、悬停控制模块、高度控制模块、供电模块和健康管理模块；

所述地面数据链终端用于进行与无人直升机之间的信息传输；

所述定速模块用于对无人直升机的发动机转速进行定速控制；

所述悬停控制模块用于对无人直升机的位置进行保持不变；

所述高度控制模块用于控制无人直升机的悬停高度、纵向位置和横向位置；

所述供电模块用于对无人直升机的各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能；

所述健康管理模块与所述地面数据链终端采取CAN总线通信方式，用于实时监测转速、发动机温度和油量剩余。

优选的，所述地面数据链终端还用于接收无人直升机发送的信息，所述信息包括数据信息和图像信息。

优选的，所述定速模块包括检测单元、控制单元、电喷单元和调整单元；所述检测单元用于检测发动机的平均转速和瞬时转速；所述控制单元用于根据所述发动机的平均转速和发动机的目标转速之间的差值及无人直升机当前的飞行状态信息对节气门开度进行调整；所述电喷模块用于根据调整后的节气门开度和发动机的状态信息确定喷油量和喷油时刻；所述调整单元用于根据所述发动机的瞬时转速对所述喷油量和喷油时刻或补气量进行修正，并根据修正后的喷油量和喷油时刻进行喷油控制，以及根据所述补气量进行补气控制。

优选的，所述控制系统还包括备用电池模块，所述备用电池模块用于在所述供电模块断电的情况下，对无人直升机的各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能，所述备用电池模块设置为机载锂电池。

本发明还提供了一种无人直升机控制算法，包括以下步骤：

S1.通过供电模块对无人直升机的各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能；

S2.通过地面数据链终端与无人直升机之间进行信息传输，完成对无人直升机进行控制；

S3.通过定速模块对无人直升机的发动机转速进行控制，通过对无人直升机发动机转速进行改变，进行无人直升机的启停；