專利名稱：一種無人機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)的控制方法。
背景技術(shù)：
無人機(jī)在防災(zāi)救險(xiǎn)、科學(xué)考察等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用，而飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)的重要組成部分，在無人機(jī)智能化和實(shí)用化中起著重要的作用。無人機(jī)控制方法是飛行控制系統(tǒng)的核心，控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)、容錯性能好是對無人機(jī)控制方法的基本要求，而傳統(tǒng)的控制方法在抗干擾能力和容錯性方面遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)用性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對傳統(tǒng)的無人機(jī)飛行控制方法的不足，提供一種控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)的 無人機(jī)的控制方法，該無人機(jī)的控制方法可用于固定翼無人機(jī)和無人直升機(jī)的飛行控制。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種無人機(jī)的控制方法，包括遙控模式、自主控制模式和故障返航模式；所述遙控模式是通過遙控器向無人機(jī)發(fā)送控制指令，使無人機(jī)按照接收到的控制指令飛行；所述自主控制模式包括內(nèi)環(huán)控制和外環(huán)控制，內(nèi)環(huán)控制用于控制無人機(jī)的姿態(tài)，外環(huán)控制用于控制位置和速度；所述自主控制模式中的內(nèi)環(huán)控制采用自適應(yīng)魯棒控制算法；所述自主控制模式中的外環(huán)控制采用模糊PID控制算法；所述故障返航模式是在飛行過程中，當(dāng)?shù)孛嬲九c無人機(jī)間的通信出現(xiàn)故障時，無人機(jī)按照原路徑返回至起點(diǎn)；所述無人機(jī)處于遙控模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲?，并顯示在地面站的屏幕上；所述無人機(jī)處于自主控制模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲?，并顯示在地面站的屏幕上；所述無人機(jī)的控制方法為步驟I :無人機(jī)的系統(tǒng)上電，之后執(zhí)行步驟2 ；步驟2 :無人機(jī)的系統(tǒng)啟動遙控模式，之后執(zhí)行步驟3 ；步驟3 :無人機(jī)的系統(tǒng)接收遙控器發(fā)出的控制指令，按照接收到的控制指令控制無人機(jī)飛行，并執(zhí)行步驟4;步驟4 :無人機(jī)的系統(tǒng)判斷無人機(jī)的飛行是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定則執(zhí)行步驟5，若不穩(wěn)定則執(zhí)行步驟3 ；步驟5:無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由遙控模式切換至自主控制模式，之后執(zhí)行步驟6 ；步驟6 :無人機(jī)的系統(tǒng)在自主控制模式下分別采用自適應(yīng)魯棒和模糊PID控制算法對無人機(jī)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)進(jìn)行控制，并執(zhí)行步驟7和步驟8 ；步驟7 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的包括無線數(shù)傳裝置在內(nèi)的通信系統(tǒng)是否正常，若正常則執(zhí)行步驟6，若不正常則執(zhí)行步驟9 ；步驟8 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的位置信息，判斷無人機(jī)是否已行駛至目的地，若是則執(zhí)行步驟10，若否則執(zhí)行步驟6 ;步驟9 :無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由自主控制模式切換至故障返航模式，之后執(zhí)行步驟10。步驟10 :無人機(jī)的系統(tǒng)控制無人機(jī)按照原路徑返回。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的無人機(jī)的控制方法既可以應(yīng)用于固定翼無人機(jī)又可以應(yīng)用無人直升機(jī)，具有良好的通用性。另外，本發(fā)明提出的無人機(jī)控制方法具有良好的抗干擾性、容錯性和控制精度。


圖I為本發(fā)明的無人機(jī)的控制方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的無人機(jī)的控制方法包括三種模式遙控模式、自主控制模式和故障返航模式。所述遙控模式是通過遙控器向無人機(jī)發(fā)送控制指令，使無人機(jī)按照所接收到的控制指令飛7TT。所述自主控制模式包括內(nèi)環(huán)控制和外環(huán)控制，內(nèi)環(huán)控制用于控制無人機(jī)的姿態(tài)，外環(huán)控制用于控制無人機(jī)的位置和速度信息。所述自主控制模式中的內(nèi)環(huán)控制采用自適應(yīng)魯棒控制；所述自主控制模式中的外環(huán)控制采用模糊PID控制。所述故障返航模式是在飛行過程中，當(dāng)?shù)孛嬲九c無人機(jī)通信出現(xiàn)故障時，無人機(jī)按照原路徑返回起點(diǎn)。所述無人機(jī)處于遙控模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲荆@示在地面站的屏幕上。所述無人機(jī)處于自主控制模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲荆@示在地面站的屏幕上。由于在無人機(jī)控制過程中引進(jìn)了故障返航模式，當(dāng)?shù)孛嬲九c無人機(jī)的通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，無人機(jī)可以安全地返回，因而提高了無人機(jī)飛行控制的容錯性。在無人機(jī)的內(nèi)環(huán)控制與外環(huán)控制中，分別采用自適應(yīng)魯棒控制和模糊PID控制，提高了控制的精度和抗干擾性。本發(fā)明的無人機(jī)的控制方法既可以應(yīng)用于固定翼無人機(jī)又可以應(yīng)用無人直升機(jī)，具有良好的通用性。與其他相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明所提出的無人機(jī)控制方法具有良好的抗干擾性、容錯性和控制精度。本發(fā)明的無人機(jī)控制方法的實(shí)現(xiàn)過程如下
步驟I :無人機(jī)的系統(tǒng)上電，之后執(zhí)行步驟2 ；步驟2 :無人機(jī)的系統(tǒng)啟動遙控模式，之后執(zhí)行步驟3 ；步驟3 :無人機(jī)的系統(tǒng)接收遙控器發(fā)出的控制指令，按照接收到的控制指令控制無人機(jī)飛行，并執(zhí)行步驟4;步驟4 :無人機(jī)的系統(tǒng)判斷無人機(jī)的飛行是否穩(wěn)定(在此，可通過無人機(jī)攜帶的例如是姿態(tài)傳感器采集到的姿態(tài)信息判斷無人機(jī)的飛行是否穩(wěn)定)，若穩(wěn)定則執(zhí)行步驟5，若不穩(wěn)定則執(zhí)行步驟3 ；步驟5:無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由遙控模式切換至自主控制模式，之后執(zhí)行步驟6 ；步驟6 :無人機(jī)的系統(tǒng)在自主控制模式下分別采用自適應(yīng)魯棒和模糊PID控制算法對無人機(jī)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)進(jìn)行控制，并執(zhí)行步驟7和步驟8 ；步驟7 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的包括無線數(shù)傳裝置在內(nèi)的通信系統(tǒng)是否正常，若正常則執(zhí)行步驟6，若不正常則執(zhí)行步驟9 ；步驟8 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的位置信息，判斷無人機(jī)是否已行駛至目的地，若是則執(zhí)行步驟10，若否則執(zhí)行步驟6 ;步驟9 :無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由自主控制模式切換至故障返航模式，之后執(zhí)行步驟10。步驟10 :無人機(jī)的系統(tǒng)控制無人機(jī)按照原路徑返回。以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，但凡在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)所做的等效變化及修飾，皆應(yīng)認(rèn)為落入了本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無人機(jī)的控制方法，其特征在于，包括包括遙控模式、自主控制模式和故障返航模式； 所述遙控模式是通過遙控器向無人機(jī)發(fā)送控制指令，使無人機(jī)按照接收到的控制指令飛行； 所述自主控制模式包括內(nèi)環(huán)控制和外環(huán)控制，內(nèi)環(huán)控制用于控制無人機(jī)的姿態(tài)，外環(huán)控制用于控制位置和速度； 所述自主控制模式中的內(nèi)環(huán)控制采用自適應(yīng)魯棒控制算法； 所述自主控制模式中的外環(huán)控制采用模糊PID控制算法； 所述故障返航模式是在飛行過程中，當(dāng)?shù)孛嬲九c無人機(jī)間的通信出現(xiàn)故障時，無人機(jī)按照原路徑返回至起點(diǎn)； 所述無人機(jī)處于遙控模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲?，并顯示在地面站的屏幕上； 所述無人機(jī)處于自主控制模式時，無人機(jī)的位置信息通過無線數(shù)傳裝置傳輸?shù)降孛嬲荆@示在地面站的屏幕上； 所述無人機(jī)的控制方法為 步驟I :無人機(jī)的系統(tǒng)上電，之后執(zhí)行步驟2 ； 步驟2 :無人機(jī)的系統(tǒng)啟動遙控模式，之后執(zhí)行步驟3 ； 步驟3 :無人機(jī)的系統(tǒng)接收遙控器發(fā)出的控制指令，按照接收到的控制指令控制無人機(jī)飛行，并執(zhí)行步驟4; 步驟4 :無人機(jī)的系統(tǒng)判斷無人機(jī)的飛行是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定則執(zhí)行步驟5，若不穩(wěn)定則執(zhí)行步驟3 ； 步驟5:無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由遙控模式切換至自主控制模式，之后執(zhí)行步驟6 ； 步驟6 :無人機(jī)的系統(tǒng)在自主控制模式下分別采用自適應(yīng)魯棒和模糊PID控制算法對無人機(jī)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)進(jìn)行控制，并執(zhí)行步驟7和步驟8 ； 步驟7 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的包括無線數(shù)傳裝置在內(nèi)的通信系統(tǒng)是否正常，若正常則執(zhí)行步驟6，若不正常則執(zhí)行步驟9 ； 步驟8 :在自主控制模式下，無人機(jī)的系統(tǒng)不斷檢測自身的位置信息，判斷無人機(jī)是否已行駛至目的地，若是則執(zhí)行步驟10，若否則執(zhí)行步驟6 ; 步驟9 :無人機(jī)的系統(tǒng)將無人機(jī)的控制模式由自主控制模式切換至故障返航模式，之后執(zhí)行步驟10。
步驟10 :無人機(jī)的系統(tǒng)控制無人機(jī)按照原路徑返回。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無人機(jī)的控制方法，具體為無人機(jī)的系統(tǒng)上電啟動遙控模式，使無人機(jī)按照接收到的控制指令飛行；在飛行穩(wěn)定后，將無人機(jī)的控制模式切換至自主控制模式，分別采用自適應(yīng)魯棒和模糊PID對無人機(jī)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)進(jìn)行控制；在自主控制模式下，無人機(jī)不斷檢測自身的通信系統(tǒng)，若通信系統(tǒng)出現(xiàn)問題，則控制無人機(jī)按照原路徑返回；在自主控制模式下，無人機(jī)不斷檢測自身的位置信息，若無人機(jī)已行駛至目的地，則控制無人機(jī)按照原路徑返回。本發(fā)明的無人機(jī)的控制方法既可以應(yīng)用于固定翼無人機(jī)又可以應(yīng)用無人直升機(jī)，具有良好的通用性；另外，其還具有良好的抗干擾性、容錯性和控制精度。
文檔編號G05D1/08GK102945046SQ20121045922
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者胡雄文, 劉瑩, 趙小川, 錢毅, 陳賢相, 左明, 周宏志, 徐英新, 張?jiān)? 崔倩楠, 李陳, 查長流, 張敏, 田錚, 瞿蓉, 施建昌, 趙欣欣, 劉珊, 劉新廣, 郝麗麗, 于晶 申請人:中國兵器工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所