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专利号: 2024116121211
申请人: 大连爱信精密机械有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于双电机推进系统的控制调节方法,其特征在于,该方法包括:

获取执行同一旋转指令的若干个使用双电机推进系统的四旋翼无人机的主电机在测试时间段内每个时刻的角速度数据;

根据每个四旋翼无人机呈对角分布的主电机在每个时刻的角速度数据的差异,以及主电机在每个时刻的角速度数据,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值;

获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时的疑似旋转中心;利用所述疑似旋转中心对应时刻的所述合乎指令平衡值调整对应疑似旋转中心,得到每个四旋翼无人机执行旋转指令时的实际旋转中心,基于所述实际旋转中心获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的初始离心力;

根据四旋翼无人机在测试时间段内所有时刻的所述合乎指令平衡值与所述初始离心力,对使用双电机推进系统的四旋翼无人机的副电机进行控制调节;

所述根据每个四旋翼无人机呈对角分布的主电机在每个时刻的角速度数据的差异,以及主电机在每个时刻的角速度数据,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值,包括:根据每个四旋翼无人机呈对角分布的主电机在每个时刻的角速度数据的差异,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的转速对称值;

设置四旋翼无人机执行旋转指令时每个主电机的角速度预设数据;根据每个四旋翼无人机的主电机在每个时刻的角速度数据与角速度预设数据的差异,以及所述转速对称值,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值;

所述获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的转速对称值,包括:

由每个四旋翼无人机呈对角分布的两个主电机构成对角电机对;每个四旋翼无人机有两个对角电机对;

将每个四旋翼无人机的每个对角电机对中两个主电机在每个时刻的角速度数据的差值绝对值,作为对应对角电机对在每个时刻的对角速度差异值;

对每个四旋翼无人机的所有对角电机对的所述对角速度差异值的累加和进行负相关并归一化处理,得到每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的转速对称值;

转速对称值用公式表示为:

式中,W为每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的转速对称值;A为每个四旋翼无人机的对角电机对总个数; 为每个四旋翼无人机的第a个对角电机对中第1个主电机在每个时刻的角速度数据; 为每个四旋翼无人机的第a个对角电机对中第2个主电机在每个时刻的角速度数据; 为每个四旋翼无人机的第a个对角电机对在每个时刻的对角速度差异值;为绝对值函数;exp为以自然常数为底数的指数函数;

所述获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值,包括:

从每个四旋翼无人机的主电机中任选两个相邻主电机记为分析电机;

将每个四旋翼无人机的同一分析电机在每个时刻的角速度数据与所述角速度预设数据的差值绝对值的累加和,作为每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的指令合乎值;

根据所述指令合乎值与所述转速对称值,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值;所述指令合乎值与所述合乎指令平衡值为负相关关系,所述转速对称值与所述合乎指令平衡值为正相关关系;

合乎指令平衡值用公式表示为:

式中,Z为每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的合乎指令平衡值;B为每个四旋翼无人机的分析电机总个数; 为每个四旋翼无人机执行旋转指令时第b个分析电机在每个时刻的角速度数据; 为每个四旋翼无人机执行旋转指令时第b个分析电机的角速度预设数据; 为每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个时刻的指令合乎值;为绝对值函数;exp为以自然常数为底数的指数函数;

所述获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时的疑似旋转中心,包括:

从测试时间段内任选若干个分析时刻;获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时每个分析时刻的位置点;

对每个四旋翼无人机执行旋转指令时分析时刻的位置点进行曲线拟合,得到运动轨迹线;获取所述运动轨迹线上每个分析时刻的位置点的垂线,记为对应分析时刻的分析线;

将每个四旋翼无人机执行旋转指令时所有分析时刻的所述分析线的交点,记为每个四旋翼无人机执行旋转指令时的疑似旋转中心;

所述每个四旋翼无人机执行旋转指令时的实际旋转中心的获取方法,包括:

对于每个四旋翼无人机执行旋转指令时的疑似旋转中心,将经过每个疑似旋转中心的所述分析线对应的分析时刻,记为对应疑似旋转中心的目标时刻;根据每个四旋翼无人机执行旋转指令时的每个疑似旋转中心的所有目标时刻的所述合乎指令平衡值,以及所述疑似旋转中心的异常程度,获取每个疑似旋转中心的旋转半径贡献值;

基于每个四旋翼无人机执行旋转指令时的所有疑似旋转中心的所述旋转半径贡献值,对每个疑似旋转中心的所述旋转半径贡献值进行归一化,获取每个疑似旋转中心的贡献权重;根据所述贡献权重将所有疑似旋转中心的每个维度的数值进行加权求和,将每个维度的加权求和的结果作为每个四旋翼无人机执行旋转指令时的实际旋转中心的每个维度的数值;

所述获取所述疑似旋转中心的旋转半径贡献值,包括:

将每个四旋翼无人机执行旋转指令时的每个疑似旋转中心的所有目标时刻的所述合乎指令平衡值的均值,作为对应疑似旋转中心的合乎指令集中值;利用局部异常因子算法获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时的每个疑似旋转中心的LOF值;

根据所述合乎指令集中值与所述LOF值,获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时的每个疑似旋转中心的旋转半径贡献值;所述合乎指令集中值与所述旋转半径贡献值为正相关关系,所述LOF值与所述旋转半径贡献值为负相关关系;

所述根据四旋翼无人机在测试时间段内所有时刻的所述合乎指令平衡值与所述初始离心力,对使用双电机推进系统的四旋翼无人机的副电机进行控制调节,包括:根据所有四旋翼无人机在测试时间段内所有时刻的所述合乎指令平衡值与所述初始离心力,获取四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的综合离心力;

基于所述综合离心力,利用MPC算法对使用双电机推进系统的四旋翼无人机的副电机进行控制调节;

所述获取四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的综合离心力,包括:

将每个四旋翼无人机在测试时间段内所有时刻的合乎指令平衡值的均值,作为每个四旋翼无人机执行旋转指令的系统平衡值;

基于所有四旋翼无人机的所述系统平衡值,对每个四旋翼无人机的所述系统平衡值进行归一化,获取每个四旋翼无人机的平衡权重;根据所述平衡权重将所有四旋翼无人机的所述初始离心力进行加权求和,获取四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的综合离心力。

2.根据权利要求1所述的一种用于双电机推进系统的控制调节方法,其特征在于,所述基于所述实际旋转中心获取每个四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的初始离心力,包括:将每个四旋翼无人机执行旋转指令时的初始位置与所述实际旋转中心之间的距离,作为每个四旋翼无人机执行旋转指令时的旋转半径;

将每个四旋翼无人机对应的所述运动轨迹线的两个端点分别与所述实际旋转中心进行连接,得到每个四旋翼无人机的两条基准线段;将两条所述基准线段之间的夹角与测试时间段的时长的比值,作为每个四旋翼无人机的基准角速度;

获取四旋翼无人机的质量,结合所述旋转半径与所述基准角速度,得到每个四旋翼无人机执行旋转指令时主电机的初始离心力。