一种无人机多模态控制与切换方法

摘要

本发明公开了一种无人机多模态控制与切换方法，依据遥控操纵信号对于飞行控制系统的作用程度及作用效果的不同，确定和划分飞行控制系统的控制模态为自主控制、人工修正控制、指令控制、带内回路遥控和不带内回路遥控五种控制模态，自主控制模态为基本模态，人工修正控制模态主要针对起飞/着陆等精确姿态和轨迹的飞行控制阶段，指令控制模态根据飞行任务确定，带内回路遥控和不带内回路遥控模态为备份模态。各模态之间的切换可以依据操纵员根据飞行任务或是根据当前的飞行状态来主动选择，也可以依据系统的状态自动进入，从而实现多模态控制管理，同时抑制不同模态控制规律转换时飞机的瞬态响应。

主权项

1、一种无人机多模态控制与切换方法，其特征在于通过以下步骤实现：步骤一：确定和划分飞行控制系统的控制模态；依据遥控操纵信号对于飞行控制系统的作用程度及作用效果的不同，将飞行控制系统划分为自主控制、人工修正控制、指令控制、带内回路遥控和不带内回路遥控五种控制模态；所述的自主控制模态是指无人机自动完成起飞、沿预定航线飞行、下滑、着陆等动作，整个控制过程由飞行控制系统自行完成；人工修正控制模态与自主控制模态具有相同的控制器，并在自主控制模态基础上加入了人工修正信号；指令控制模态与自主控制模态具有相同的控制器，并在自主控制模态基础上加入了指令控制信号，是指无人机在巡航过程中，根据当时的实际情况需要通过指令控制改变无人机的飞行状态或飞行位置；带内回路遥控模态是一种备份飞行模态，当无人机采用该模态时，遥控操纵信号与内回路控制信号叠加后的共同作用使得无人机能够在轨迹运动测量部件失效的情况下继续飞行；不带内回路遥控模态是另一种备份飞行模态，当无人机采用该模态时，遥控操纵信号直接作用于飞机的舵回路，使得无人机能够在轨迹运动测量部件、姿态及角速率测量部件均失效的情况下继续飞行；步骤二：实现多模态控制管理；自主控制模态为基本模态，人工修正控制模态主要针对起飞/着陆时的精确姿态和轨迹的飞行控制，指令控制模态根据飞行任务确定，带内回路遥控和不带内回路遥控模态为备份模态；各模态之间的切换可以通过操纵员发送相应的指令实现，在测控数据链路出现故障时飞行控制系统自动转换当前模态至自主控制模态；步骤三：抑制不同模态控制规律转换时无人机的瞬态响应；当自主控制、指令控制和人工修正控制模态向带内回路遥控模态切换时，在内回路控制器输入处进行软化处理；当自主控制、指令控制和人工修正控制模态向不带内回路遥控模态切换时，以及带内回路遥控和不带内回路遥控两种遥控模态之间发生切换时，在舵回路输入处进行软化处理。