重庆人文科技学院吴华丽获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆人文科技学院申请的专利一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116627152B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310577482.6,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法是由吴华丽设计研发完成,并于2023-05-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法,首先通过测量速度俯仰倾角、俯仰角与角速率信号,采用自适应方法进行积分迭代,对包含推力矢量摆角的多因素进行自适应补偿,得到质量距控制自适应补偿总信号并采用反演误差反馈得到质量距控制信号,同时实现了俯仰角速率的稳定。其次通过倾角误差信号进行自适应积分迭代,得到推力矢量方面的多因素自适应补偿量,再采用反演方式与误差反馈形式形成推力矢量总控制信号,最终实现了推力矢量与质量距的相互解耦的复合控制方式,同时实现了碟形飞行器的俯仰通道飞行方向的稳定控制。
本发明授权一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法在权利要求书中公布了:1.一种碟形飞行器的推力矢量与质量距反演复合控制方法,其特征在于以下步骤: 步骤S10,在碟形飞行器上安装速率陀螺仪,测量碟形飞行器的俯仰角速率信号,记作ωz;然后在碟形飞行器上安装角度陀螺仪,测量碟形飞行器的俯仰角,记作在碟形飞行器上安装速度传感器,测量碟形飞行器的速度俯仰倾角,记作θ; 步骤S20,在碟形飞行器飞行方向的轴向尾部位置安装推力矢量装置,其推力俯仰摆角记作ξ,在碟形飞行器飞行方向的轴向上安装变质量距控制装置,其质量块偏离中心点的位移记作xb; 步骤S30,根据所述的碟形飞行器的速度俯仰倾角以及碟形飞行器的俯仰角速率信号,设计质量距控制倾角自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到质量距控制倾角自适应补偿信号;根据所述的碟形飞行器的俯仰角以及碟形飞行器的俯仰角速率信号,设计质量距控制姿态角自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到质量距控制姿态角自适应补偿信号;根据所述的推力俯仰摆角以及碟形飞行器的俯仰角速率信号,设计质量距控制推力矢量自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到质量距控制推力矢量自适应补偿信号;最后根据根述的碟形飞行器的俯仰角速率信号,设计质量距控制角速率自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到质量距控制角速率自适应补偿信号如下: 其中T为常值积分步长参数;cd1为质量距控制倾角自适应补偿量的增长速率信号;为质量距控制倾角自适应补偿信号;cd2为质量距控制姿态角自适应补偿量的增长速率信号; 为质量距控制姿态角自适应补偿信号;cd3为质量距控制推力矢量自适应补偿量的增长速率信号;为质量距控制推力矢量自适应补偿信号;cd4为质量距控制角速率自适应补偿量的增长速率信号;为质量距控制角速率自适应补偿信号;l1、l2、l3、l4、ε为常值参数,用于调节质量距控制自适应补偿信号的增长速率的大小; 步骤S40,根据所述质量距控制倾角自适应补偿信号、质量距控制姿态角自适应补偿信号、质量距控制推力矢量自适应补偿信号、质量距控制角速率自适应补偿信号与碟形飞行器的速度俯仰倾角、俯仰角、推力俯仰摆角以及俯仰角速率信号进行组合,得到碟形飞行器的质量距控制自适应补偿总信号;再结合碟形飞行器的空气动力学系数,采用反演的方式,设计碟形飞行器的质量距总控制信号如下: 其中fa为碟形飞行器的质量距控制自适应补偿总信号;xba为碟形飞行器的质量距总控制信号,a25、a24、a′z为碟形飞行器的空气动力学系数,其为已知常值参数;k3为常值反演参数; 步骤S50,根据碟形飞行器的飞行任务,设定碟形飞行器的速度俯仰倾角期望值为θd,然后与碟形飞行器的速度俯仰倾角进行比较,得到倾角误差信号;然后根据所述的碟形飞行器的速度俯仰倾角以及倾角误差信号,设计推力矢量控制倾角自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到推力矢量控制倾角自适应补偿信号;根据所述的碟形飞行器的俯仰角信号以及倾角误差信号,设计推力矢量控制俯仰角自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到推力矢量控制俯仰角自适应补偿信号;根据所述的碟形飞行器的倾角误差信号,设计推力矢量控制倾角误差自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到推力矢量控制倾角误差自适应补偿信号;最后根据所述的碟形飞行器的俯仰角速率信号,设计推力矢量控制俯仰角速率自适应补偿量的增长速率信号;再进行积分迭代,得到推力矢量控制俯仰角速率自适应补偿信号如下: e=θ‑θd; 其中e为倾角误差信号;cd5为推力矢量控制倾角自适应补偿量的增长速率信号;为推力矢量控制倾角自适应补偿信号;cd6为推力矢量控制俯仰角自适应补偿量的增长速率信号;为推力矢量控制俯仰角自适应补偿信号;cd7为推力矢量控制倾角误差自适应补偿量的增长速率信号;为推力矢量控制倾角误差自适应补偿信号;cd8为推力矢量控制俯仰角速率自适应补偿量的增长速率信号;为推力矢量控制俯仰角速率自适应补偿信号;l5、l6、l7、l8、ε1为常值参数,用于调节推力矢量控制自适应补偿信号的增长速率的大小; 步骤S60,根据所述的推力矢量控制倾角自适应补偿信号、推力矢量控制俯仰角自适应补偿信号、推力矢量控制倾角误差自适应补偿信号、推力矢量控制俯仰角速率自适应补偿信号与碟形飞行器的速度俯仰倾角、俯仰角、倾角误差以及俯仰角速率信号进行组合,得到碟形飞行器的推力矢量控制自适应补偿总信号;再结合碟形飞行器的空气动力学系数,采用反演的方式,设计碟形飞行器的推力矢量总控制信号如下: 其中fb为碟形飞行器的推力矢量控制自适应补偿总信号;ax、a33、a34为碟形飞行器的常值空气动力学系数、k1、k2为常值反演控制参数;ξa为碟形飞行器的推力矢量总控制信号; 步骤S70,将碟形飞行器的推力矢量总控制信号与碟形飞行器的质量距总控制信号分别输送给推力矢量装置与变质量距控制装置,使得碟形飞行器的推力俯仰摆角ξ等于推力矢量总控制信号ξa、碟形飞行器的质量块偏离中心点的位移xb等于碟形飞行器的质量距总控制信号xba,即可实现对碟形飞行器的速度俯仰倾角期望值的跟踪控制,完成飞行任务。
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