[发明专利]一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法和抗扰系统

说明书

本发明提供一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法和抗扰系统，1）建立无人机的力矩方程组；2）根据风扰特征将力矩方程组转化为海面低空侧风切变的无人机抗扰方程组；3）获取对应简化后变化量方程组；4）求解获取姿态控制响应，，其中表示副翼偏转角，表示方向舵偏转角；5）持续将侧风切变导致的新的侧滑角反馈回控制系统，重复求解变化量方程组以调整，的大小，从而使无人机回摆至稳定巡航状态。所述抗扰方法和抗扰系统能够使得无人机在海面低空侧风切变干扰下保持姿态稳定，不需要人为矫正，对于海面低空侧风切变给无人机带来的扰动有较好抑制作用，同时本发明所提出的抗扰方法和抗扰系统不会给无人机带来较大的额外重量。

技术领域

本发明属于无人机海上使用领域，更具体地说，涉及一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法和抗扰系统。

背景技术

近年来，无人机在反潜领域有了越来越多的应用。反潜时，无人机将在海面低空飞行，所以无人机需要有针对海面低空下各种风扰的抗扰能力。侧风切变是海面低空中常常出现的风扰之一。范国梁等于2008年在《一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法》中曾给出过侧风切变下的着陆控制方法，该方法通过地速导引，完成了侧风切变下的着陆控制。但是在海面巡航飞行时难以获取地速，同时巡航飞行与着陆过程也十分不同，因此研究无人机在侧风切变影响下的抗扰方法和抗扰系统对于无人机反潜领域的发展具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的是针对无人机在海面低空侧风切变影响下受到干扰而无法保持稳定飞行姿态的问题，提出一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法和抗扰系统，为无人机在海面低空侧风切变影响下飞行提供技术参考。

本发明提出了一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法和抗扰系统，其创新点在于考虑了海面低空侧风切变的影响，通过转化无人机力矩方程组，聚焦扰动变化量并进行求解，获得无人机能够在海面低空侧风切变影响下保持姿态稳定的一种抗扰方法和抗扰系统。

本发明的技术方案具体如下：

一种针对海面低空侧风切变的无人机抗扰方法，包括以下步骤：

第一步，建立无人机的力矩方程组；

第二步，根据风扰特征将所述力矩方程组转化为海面低空侧风切变的无人机抗扰方程组；

第三步，将所述无人机抗扰方程组在巡航状态下已配平的物理量消去，获取简化后的变化量方程组；

第四步，依据所述变化量方程组求解获取无人机姿态控制响应和，其中表示副翼偏转角，表示方向舵偏转角；

第五步，持续将侧风切变导致的新的侧滑角反馈回控制系统，重复求解所述变化量方程组，以调整、的大小，从而回摆至稳定巡航状态。

优选地，第一步，建立无人机的力矩方程组如下所示：