[发明专利]一种复合式旋翼飞行器过渡飞行模式控制分配方法

摘要

本发明公开了一种复合式旋翼飞行器过渡飞行模式控制分配方法，属于复合式旋翼飞行器控制技术领域。该方法研究复合式旋翼飞行器直升机模式与固定翼模式相互转换时的舵面操纵特性，提出基于赋权混合多目标的操纵冗余分配方法和具有搜索速度快、计算精度高特点的改进的粒子群算法，降低了控制算法的设计难度，有效处理复合式旋翼飞行器操纵面控制受限、交叉强耦合及非线性特性，解决直升机模式与固定翼模式相互转换时过渡过程的操纵冗余问题，提高了控制面操纵效率和飞行稳定性。使用本发明的方法的复合式旋翼飞行器可采用同一飞行控制器实现全模式飞行，过渡模式下不需要切换控制器，降低了系统控制器设计难度，提高了过渡模式切换安全性。

主权项

1.一种复合式旋翼飞行器过渡飞行模式控制分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、复合式旋翼飞行器控制系统根据飞行控制律计算并输出直升机模式和固定翼模式相互切换时过渡过程的舵面虚拟控制指令，包括：俯仰角θ_c、偏航角和滚转角φ_c；步骤二、根据舵面虚拟控制指令θ_c、φ_c和复合式旋翼飞行器的油门开度气动舵面δ₁＝[A_1s,B_1s,θ_wr,θ_wl,θ₁,θ₂]特性，采用赋权系数混合多目标优化控制分配方法计算复合式旋翼飞行器模式切换过渡过程中分配的控制信号，该控制信号包括以下操纵变量：横向周期变距A_1s、纵向周期变距B_1s、总距右襟副翼偏角θ_wr、左襟副翼偏角θ_wl、推力矢量T、推力矢量与机体坐标系下XOY面夹角θ₁和推力矢量在水平面投影与X轴的夹角θ₂；步骤三、将步骤二计算得到的控制信号发送给执行机构，执行机构操纵复合式旋翼飞行器的气动舵面δ1和油门开度δ2，实现复合式旋翼飞行器过渡过程的控制；步骤四、实时检测复合式旋翼飞行器的位置X、Y、Z，速度u、v、w，姿态角θ、ψ和姿态角速度p、q、r，重复步骤一至四。