CN111060709B - 一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法，所述的方法是在无有效迎角信号测量的情况下，根据迎角变化与法向过载增量的相关性推导，在地面操纵台使用无人机下传的有效法向过载信息构建伪迎角，用于模拟真实迎角，从而使用伪迎角驱动地面操纵台飞控综合画面显示区的平显速度矢量符显示。上述方法在无人机机动过程中伪迎角响应极性正确，基本无延迟，在中小杆量的操纵中，响应幅值与正常迎角基本重合，大杆操纵时，响应幅值略小于正常迎角，满足使用要求。

Description

一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法
技术领域
本发明属于飞机航电领域，具体为一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法。
背景技术
在无人机操作控制设计上，借鉴有人驾驶飞机座舱内平显的显示效果，参照类似有人驾驶模式的人在环控制，在细节处理上增加或替换成无人机特有的飞行参数，实时显示无人机当前飞行环境，给操作员提供飞行操纵所需的重要信息，为飞机安全飞行提供重要保障。
在无人机飞控综合画面显示区中，速度矢量符的运用是非常重要的，通过观察该符号与地平线的相对位置关系，无人机操作员能够轻松掌握飞机当前飞行高度的变化，其驱动参数主要为飞机的真实迎角。
但对无人机来说，考虑到使用成本或测量精度的问题，一般不会安装迎角传感器，难以获得无人机真实迎角，必须通过其它信号构造的方式，计算一个相对可靠的伪迎角以供驱动速度矢量符。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法。
上述方法的技术方案是，在无有效迎角信号测量的情况下，根据迎角变化与法向过载增量的相关性推导，在地面操纵台使用无人机下传的有效法向过载信息构建伪迎角，用于模拟真实迎角，从而使用伪迎角驱动地面操纵台飞控综合画面显示区的平显速度矢量符显示。
进一步地，伪迎角的具体计算方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中，α----------- 伪迎角，单位：°
α0----------- 理论配平迎角，单位：°
g----------- 重力加速度，取9.8m/s2
v----------- 真空速，单位：m/s
Yα----------- 升力系数对迎角的大导数，单位：1/rad·s
Ny------------ 法向过载。
根据上述公式推导的伪迎角，驱动地面操纵台飞控综合画面显示区中的速度矢量指示符显示，根据其相对于机头的位置关系提供操纵员迎角信息。
在上述技术方案中，所推导计算出的伪迎角用于驱动无人机人在环平显速度矢量符，通过仿真计算得出，在机动过程中伪迎角响应极性正确，基本无延迟，在中小杆量的操纵中，响应幅值与正常迎角基本重合，大杆操纵时，响应幅值略小于正常迎角。综上，满足使用要求。
附图说明
图1为无人机拉半杆时迎角重构信号对比图。
图2为无人机拉满杆时迎角重构信号对比图。
图3为无人机推满杆时迎角重构信号对比图。
图4为无人机平飞平显示意图。
图5为无人机60°坡度盘旋平显示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
按照本发明所述的计算方法，计算出伪迎角，为说明伪迎角的有效性，在飞机六自由度仿真中将构建的伪迎角与飞机方程输出的正常迎角进行对比，图1为仿真时间2s～6s纵向拉半杆时的仿真对比，图2为纵向拉满杆时的仿真对比，图3为纵向推满杆的仿真对比。
从仿真结果可以看出，在机动过程中伪迎角响应极性正确，基本无延迟，在中小杆量的操纵中，响应幅值与正常迎角基本重合，大杆操纵时，响应幅值略小于正常迎角。
地面操纵台飞控综合画面显示区如下图所示，图4为5km，0.5M时飞机平飞平显示意图，图5为5km，0.5M时做60°坡度盘旋时的平显示意图。
经飞行员专项评估，使用法向过载解算的伪迎角可以驱动平显速度矢量符迎角显示，可以为无人机操纵员提供足够的信息，满足地面操纵的使用要求。

Claims (1)

1.一种无人机人在环平显显示用速度矢量指示符驱动方法，其驱动参数为无人机迎角，其特征是：在无有效迎角信号测量的情况下，根据迎角变化与法向过载增量的相关性推导，在地面操纵台使用无人机下传的有效法向过载信息构建伪迎角，用于模拟真实迎角，从而使用伪迎角驱动地面操纵台飞控综合画面显示区的平显速度矢量符显示，所述的伪迎角计算方法具体为：
Figure 708004DEST_PATH_IMAGE002
式中，α----------- 伪迎角，单位：°；
α0----------- 理论配平迎角，单位：°；
g----------- 重力加速度，取9.8m/s2；
v----------- 真空速，单位：m/s ；
Yα----------- 升力系数对迎角的大导数，单位：1/rad·s；
Ny------------ 法向过载。
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