本发明属于无人机,特别涉及一种横向扰流板及带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法。
背景技术:
1、分布式多站干涉sar是指收发天线分置于多个不同航空平台的干涉sar系统。在干涉测量应用上,相比于多航过单站sar的重轨干涉,分布式多站干涉sar可避免时间去相干,以提高干涉精度;相比于单站多天线的干涉,多站干涉sar可以实现前者难以得到的长基线,从而提高高程测量的精度。
2、分布式多站干涉sar编队队形包括水平并列飞行、斜向45°并列飞行、四边形并列飞行等,要求多机编队交轨基线精度优于3米,顺轨基线精度优于10米,交轨干涉邻机基线长度为20~50米。为实现多基线干涉sar三维成像能力,要求编队无人机沿飞行交轨向及顺轨方向实现高精度空间同步。目前无人机编队的纵向位置精度主要由速度跟踪特性决定,通过发动机调控的固定翼无人机速度控制通道有长周期、带宽低的特征。
3、分布式多基地sar分别安装在不同的固定翼无人机上进行编队飞行,实现多基线干涉sar三维成像能力,要求编队无人机沿飞行交轨向及顺轨方向实现高精度空间同步。低速固定翼无人机在进行编队飞行时,纵向位置通过调节电机油门大小进行加速或减速,但是这种不改变气动外形的控速方式调节缓慢且调节精度不高,无法达到编队空间同步要求,因此亟需一种能主动改变无人机外形从而产生明显减速能力的手段。此外,现有的扰流板主要在无人机降落时作用,尚未用于飞行编队控制,现有技术中亦未有油门与扰流板协同速度调控的模式。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提供一种横向扰流板及带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法,横向扰流板包括扰流板本体、固定座、连接线、舵机、连接杆、连接轴、连接板、固定孔、盒体,与无人机的控制系统、gps模块相连接。所述方法根据无人机的发动机推力特性及扰流板减速能力给出油门指令及扰流板偏转大小,通过扰流板的舵面前馈方式提高速度响应时间。
2、为达到上述目的,本发明采用如下的技术方案:
3、一种横向扰流板,包括扰流板本体、固定座、连接线、舵机、第一连接杆、第一连接轴、第二连接杆、连接板、盒体、第二连接轴;其中,所述的第一连接杆和第二连接杆通过第一连接轴相连接;第二连接杆与扰流板本体通过连接板相连接;第一连接杆连接在舵机上,通过舵机提供动力;连接线与舵机连接,将舵机与电池和单片机相连,为舵机提供信号和电能;舵机、第一连接杆、第一连接轴、第二连接杆和连接板安装在盒体的内部;扰流板本体与固定座通过第二连接轴相连;所述横向扰流板随着舵机的扭动而改变开合角度。
4、本发明还提供一种带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法,采用比例积分的控制方式对无人机的速度进行控制,将无人机的目标速度和当前飞行速度的速度偏差信号转化为无人机的加速度指令,然后根据发动机推力特性及横向扰流板的减速能力给出发动机的油门指令及扰流板偏转的大小,通过同时调节发动机的油门指令及扰流板偏转的大小,共同实现高精度编队速度控制。
5、有益效果:
6、1、本发明通过在盒体内加装倾转舵机,可使在机体表面的扰流板随着舵机的扭动而改变开合角度,进而实现让展弦比大的无人机下降时,有效降低降落时的划空比,在不同的划空比下,其控制系统舵机的控制扭动角度也不同,这样很大程度地优化了展弦比无人机对降落环境的适应性。
7、2、本发明提供了一种带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法,将目标速度和当前飞行速度的差转化为加速度指令,然后根据无人机的发动机推力特性及扰流板减速能力给出油门指令及扰流板偏转大小双重减速方式。带扰流板前馈的高精度编队控制方法,能通过前馈方式或者油门与扰流板的组合形式快速调节速度大小,从而提高编队位置控制能力。
1.一种横向扰流板,其特征在于,包括扰流板本体(1)、固定座(2)、连接线(3)、舵机(4)、第一连接杆(5)、第一连接轴(6)、第二连接杆(7)、连接板(8)、盒体(10)、第二连接轴(17);其中,所述的第一连接杆(5)和第二连接杆(7)通过第一连接轴(6)相连接;第二连接杆(7)与扰流板本体(1)通过连接板(8)相连接;第一连接杆(5)连接在舵机(4)上,通过舵机(4)提供动力;连接线(3)与舵机(4)连接,将舵机(4)与电池和单片机相连,为舵机(4)提供信号和电能;舵机(4)、第一连接杆(5)、第一连接轴(6)、第二连接杆(7)和连接板(8)安装在盒体(10)的内部;扰流板本体(1)与固定座(2)通过第二连接轴(17)相连;所述横向扰流板随着舵机(4)的扭动而改变开合角度。
2.根据权利要求1所述的一种横向扰流板,其特征在于,所述扰流板本体(1)、固定座(2)、连接板(8)选用金属材料;第一连接杆(5)、第一连接轴(6)、第二连接杆(7)选用金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种横向扰流板,其特征在于,所述固定座(2)为一面开放的盒式结构。
4.根据权利要求1所述的一种横向扰流板,其特征在于,所述第二连接杆(7)与第一连接轴(6)之间通过螺丝连接。
5.根据权利要求1所述的一种横向扰流板,其特征在于,所述扰流板本体(1)在闭合状态下时与盒体(10)内的第一槽孔(15)、第二槽孔(16)接合。
6.根据权利要求2所述的一种横向扰流板,其特征在于:包括横向扰流板的执行系统,用于实现横向扰流板的打开和关闭,所述横向扰流板的执行系统通过与发动机油门的执行系统配合,共同实现无人机的快速加速及减速。
7.根据权利要求1所述的一种横向扰流板,其特征在于,所述固定座(2)通过四周的固定孔安装在机身上。
8.一种带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法,其特征在于,采用比例积分的控制方式对无人机的速度进行控制,将无人机的目标速度和当前飞行速度的速度偏差信号转化为无人机的加速度指令,然后根据发动机推力特性及横向扰流板的减速能力给出发动机的油门指令及扰流板偏转的大小,通过同时调节发动机的油门指令及扰流板偏转的大小,共同实现高精度编队速度控制。
9.根据权利要求8所述的一种带扰流板反馈的高精度编队速度控制方法,其特征在于,给定速度指令的模型如下所示: