申请/专利权人：常州丰飞智控科技有限公司

申请日：2023-12-06

公开（公告）日：2024-02-20

公开（公告）号：CN117369529B

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.20#授权;2024.01.26#实质审查的生效;2024.01.09#公开

摘要：本发明公开了一种无人机的横滚姿态稳定系统，包括数据采集模组、横滚姿态稳定分析模块和姿态调整与校准模块，所述数据采集模块用于采集无人机飞行时姿态相关数据，所述横滚姿态稳定分析模块用于分析计算无人机飞行过程中的受力情况以及达到横滚姿态稳定所需控制的力矩数据，所述姿态调整与校准模块用于基于分析数据，对无人起垂起桨的转速进行调整以及校准异常输出值，所述数据采集模组与横滚姿态稳定分析模块电连接，所述横滚姿态稳定分析模块与姿态调整与校准模块电连接，本发明，具有姿态控制便利和实用性强的特点。

主权项：1.一种无人机的横滚姿态稳定系统，包括数据采集模组、横滚姿态稳定分析模块和姿态调整与校准模块，其特征在于：所述数据采集模组用于采集无人机飞行时姿态相关数据，所述横滚姿态稳定分析模块用于分析计算无人机飞行过程中的受力情况以及达到横滚姿态稳定所需控制的力矩数据，所述姿态调整与校准模块用于基于分析数据，对无人起垂起桨的转速进行调整以及校准异常输出值，所述数据采集模组与横滚姿态稳定分析模块电连接，所述横滚姿态稳定分析模块与姿态调整与校准模块电连接；所述数据采集模组包括三维力矩传感器、Y+压力传感器、Y-压力传感器、转速采集模块、反作用力矩数据库和无人机信息获取模块，所述三维力矩传感器用于测量无人机飞行过程中产生的中心力矩，所述Y+压力传感器以及Y-压力传感器分别用于测量飞行过程中无人机两端产生的应力，所述转速采集模块用于采集获取无人机推进桨的转速值，所述反作用力矩数据库存储不同推进桨不同转速下的反作用力矩数据，所述无人机信息获取模块用于获取当前无人机的基础设备信息；所述无人机的横滚姿态稳定系统运行方法包括以下步骤：步骤S1：当无人机启动后，系统控制数据采集模组启动运行，实时采集和获取无人机参数和飞行数据；步骤S2：根据获取到的无人机推进桨当前状态，选择相应推进桨的反作用力矩特性k；步骤S3：使用所选的反作用力矩特性，计算推进桨在当前状态下产生的反作用力矩值；步骤S4：根据无人机的几何参数和垂起桨叶的力臂，计算垂起桨叶需要提供的抵消力矩；步骤S5：将抵消力矩值用于垂起桨的输出控制模块，以实现对推进桨反作用力矩的抵消；所述步骤S1进一步包括：步骤S11：使用三维力矩传感器实时测量无人机飞行过程中产生的中心力矩；步骤S12：利用对称部署在无人机两侧机翼上的Y+压力传感器、Y-压力传感器分别测量感应两端产生的应力；步骤S13：转速采集模块采集无人机推进桨转速r，并同时获取无人机的质心到垂起桨的距离d、垂起桨叶的力臂L；步骤S14：建立反作用力矩特性数据库，将各无人机推进剂对应的推进桨的反作用力矩特性录入数据库中；所述步骤S3中推进桨产生的反作用力矩计算公式为：；其中k是当前推进桨的特性关联的常数值，r为推进桨当前转速值；由式中可知推进桨在不同转速下产生的力矩与转速的平方成正比；所述步骤S4包括以下步骤：步骤S41：实时调取Y+压力传感器和Y-压力传感器的压力数据；步骤S42：分别计算Y+压力传感器和Y-压力传感器的压力值对应产生的力矩：、；其中，Y+压力传感器以及Y-压力传感器分别用于测量飞行过程中无人机两端产生的应力；分别为Y+压力传感器和Y-压力传感器测得的压力数值；分别为Y+压力传感器和Y-压力传感器的对应在压力值情况下对应产生的力矩值；步骤S43：进而传感器测得的距离数据；其中C表示Y轴上的力矩大小和方向，作为横滚姿态稳定系统中的一个输入，用于计算需要由垂起桨叶提供的抵消力矩；所述步骤S4进一步包括以下步骤：步骤S4a：无人机受力计算模块通过公式：；计算得到无人机当前受到的总力矩S；步骤S4b：抵消力矩计算模块通过公式：；分析计算得到垂起桨叶需要提供的抵消力矩E，式中q为无人机期望的横滚稳定力矩值，由系统控制算法指定的目标值。

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权利要求：

百度查询： 常州丰飞智控科技有限公司 一种无人机的横滚姿态稳定系统

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