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专利号: 2024106989247
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,具体实施步骤为:

S1、根据无人机结构参数,分别得到机身液压泵源系统、前起落架的伺服阀控缸系统、后起落架的伺服阀控缸系统、后起落架的数量和后起落架中相邻起落架的间距,并在无人机的机身安装位姿传感器,所述前起落架的伺服阀控缸系统和所述后起落架的伺服阀控缸系统的具体包括:所述前起落架的伺服阀控缸系统包括第一安全阀、第一伺服阀、第一伺服阀放大器、第一液压缸、第一位置传感器和第一力传感器,所述第一安全阀的输出端和所述第一伺服阀的第一端连接,所述第一伺服阀的第二端和第三端分别与所述第一液压缸连接,所述第一液压缸的第一控制端和第二控制端分别与所述第一位置传感器和所述第一力传感器的采集端连接,所述第一伺服阀的控制端通过第一伺服阀放大器和控制器的输出端连接,所述第一伺服阀的卸油端和溢流阀的第一端并联后通过风冷却器与所述液压油箱的第二端连接;

所述后起落架的伺服阀控缸系统包括第二安全阀、第二伺服阀、第二伺服阀放大器、第二液压缸、第二位置传感器和第二力传感器,所述第二安全阀的输出端和所述第二伺服阀的第一端连接,所述第二伺服阀的第二端和第三端分别与所述第二液压缸连接,所述第二液压缸的第一控制端和第二控制端分别与所述第二位置传感器和所述第二力传感器的采集端连接,所述第二伺服阀的控制端通过第二伺服阀放大器和控制器的输出端连接,所述第二伺服阀的卸油端和所述溢流阀的第一端并联后通过风冷却器与所述液压油箱的第二端连接;

S2、将位姿传感器采集无人机的实时倾角与无人机出现倾斜时的目标倾角作差值,通过PID计算得到控制前起落架运动的前起落架上伺服阀的控制信号;

S3、根据步骤S1安装在后起落架的位置传感器测得的液压缸的行程,得到后起落架在不同倾斜角度时液压缸对应的伸出长度;

S4、在步骤S3的基础上,将安装于后起落架上的位置传感器采集的实时位置与根据无人机目标倾斜角度得到的后起落架上液压缸的目标位置作差,得到第一差值;

S5、将安装于后起落架上的力传感器采集的实时力与根据无人机目标倾角得到的后起落架上液压缸的目标力作差,将差值经过二阶阻抗控制函数得到第二差值;

S6、将步骤S4和步骤S5得到的差值通过PID计算得到控制后起落架运动的后起落架上伺服阀的控制信号。

2.根据权利要求1所述的适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述前起落架的伺服阀控缸系统的数量为一个,所述后起落架的伺服阀控缸系统的数量大于或者等于一个。

3.根据权利要求1或者2所述的适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述第一位置传感器和所述第一力传感器采集的信息传输到所述控制器的输入端,所述第二位置传感器和所述第二力传感器采集的信息传输到所述控制器的输入端,通过控制器来分别调整前起落架的伺服阀控缸系统和后起落架的伺服阀控缸系统中液压缸的变化,从而使无人机适应不平整工况。

4.根据权利要求1所述的适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,在步骤S3中,后起落架在不同倾斜角度时液压缸对应的伸出长度的表达式为:其中,D为无人机左右起落架间距,β为无人机的倾斜角度,Δx为液压缸的伸出长度,±为无人机角度方向的判定符号。

5.根据权利要求1所述的适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,在步骤S5中,所述二阶阻抗控制函数的表达式为:其中,M为无人机和起落架的整体质量,B为柔顺控制的阻尼,K为柔顺控制的刚度。

6.根据权利要求1所述的适应不平整工况的液压多腿无人机起落架控制方法,其特征在于,在步骤S1中,所述机身液压泵源系统包括液压油箱、截止阀、定量泵、电机、过滤器、溢流阀、压力表、单向阀、蓄能器和风冷却器,所述液压油箱的第一端通过第一截止阀和所述定量泵的第一端连接,所述电机的输出端和所述定量泵的第二端连接,所述溢流阀的第一端通过风冷却器和所述液压油箱的第二端连接,所述压力表通过第二截止阀和所述溢流阀的第二端并联后形成并联端,所述并联端和所述定量泵的第三端并联后和所述过滤器的第一端连接,所述过滤器的第二端和所述单向阀的第一端连接,所述单向阀的第一端的第一分支通过第三截止阀和所述蓄能器连接,所述单向阀的第一端的第二分支分别与所述前起落架的伺服阀控缸系统中的安全阀和所述后起落架的伺服阀控缸系统中的安全阀连接。