一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法与流程

本发明涉及无人机飞行控制，具体涉及一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法。

背景技术：

1、在乡村巷道、崎岖山路等传统运力难以渗透的场景中，纸板、塑料瓶等轻量化再生资源的回收运输长期依赖人工捡拾与人力搬运。这类场景不仅通行条件恶劣，车辆难以驶入，人工运输效率低下、劳动强度大，且再生资源易因转运不及时出现受潮、污染等。

2、有一些区域已投入无人机参与再生资源的运输。人工将纸板、塑料瓶等再生资源统一收拢后挂载至无人机，由无人机统一运输至指定地点，减少人力对再生资源的运输。但是乡村巷道、崎岖山路等场景中还常伴随风力对无人机的干扰，因此，需对无人机的稳姿抗风控制进行优化。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，包括如下步骤：

3、s1、估算风速vwind：；

4、为无人机的实际速度；预设的无人机相对于空气的速度；

5、s2、无人机的控制单元计算风力扰动fwind：

6、；

7、其中，为空气密度；为阻力系数；为迎风面积；

8、s3、无人机的控制单元计算风力补偿量uwind：

9、；

10、其中，为期望速度；为无人机的实际速度；为期望加速度；为无人机的实际加速度；为比例系数；为加速度系数；为风力补偿系数；

11、s4、无人机的控制单元计算输出控制量u：

12、；

13、为预设的常规控制量；

14、无人机的控制单元根据输出控制量u更新无人机的驱动电机的pwm指令。

15、优选的，所述无人机配置有转速测量单元、功率测量单元；

16、转速测量单元采集无人机的驱动电机的电机实时转速值sz，功率测量单元采集无人机的驱动电机的电机实时功率值sgl；

17、按时间周期采集n个实时转速值sz形成实时转速数据集,根据实时转速数据集获取清洗后的实时转速数据；以及，按时间周期采集n个实时功率值形成实时功率数据集，根据实时功率数据集获取清洗后的实时功率数据；

18、计算电机角速度jsd；所述电机角速度jsd算法表达式如下：

19、；

20、计算电机扭矩djnj；

21、所述电机扭矩djnj算法表达式如下：

22、；

23、公式中,表示驱动电机的效率；

24、将电机角速度jsd和预设的电机角速度阈值jsdyz对比，当电机角速度jsd大于预设的电机角速度阈值jsdyz时，无人机的驱动电机切换到速度控制模式；

25、将电机扭矩djnj和电机扭矩阈值djnjyz对比，当电机扭矩djnj大于预设的电机扭矩阈值djnjyz时，无人机的驱动电机切换到扭矩控制模式；

26、当电机角速度jsd大于预设的电机角速度阈值jsdyz时以及当电机扭矩djnj大于预设的电机扭矩阈值djnjyz时，无人机的控制单元控制无人机进行降落动作。

27、优选的，清洗后的实时转速数据算法表达式如下：

28、

29、实时转速数据集表达式为，表示实时转速数据集的数据总数量，中的表示从实时转速数据集中第一个数据开始计算，即开始计算，表示计算至该数据集中第个数据为止，即计算至为止，分母中n表示该数据集中有个数据。

30、优选的，清洗后的实时功率数据算法表达式如下：

31、

32、实时功率数据集表达式为，表示实时转速数据集的数据总数量，中的表示从实时转速数据集中第一个数据开始计算，即开始计算，表示计算至该数据集中第个数据为止，即计算至为止，分母中n表示该数据集中有个数据。

33、本发明的有益效果是：本发明的再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，该方法结合预设的相对空气速度估算风速，进而计算风力扰动；基于比例系数、加速度系数及风力补偿系数，求解风力补偿量，将其与预设常规控制量叠加得到输出控制量，更新驱动电机 pwm 指令以抵消风扰。同时，通过转速与功率测量单元采集数据，实现速度 / 扭矩模式自适应切换及极端工况下的紧急降落保护。

34、本发明通过风速估算、风力扰动量化及前馈补偿机制，直接针对风场干扰计算补偿量，无需等待速度或加速度偏差积累，响应速度快，显著提升复杂风场环境下的飞行稳定性。

1.一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，其特征在于：所述无人机配置有转速测量单元、功率测量单元；

3.根据权利要求1所述的一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种再生资源调度配送用无人机的稳姿抗风控制方法，其特征在于：