CN114047784A - 飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质，方法包括：获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。本申请实施例公开的飞行器控制方法在利用协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令得到方向舵偏转指令的过程中，会同时考虑到滚转角，利用滚转角来修正在外界干扰下所带来的影响，使得最终得到的方向舵偏转指令能够更稳定的控制飞行器完成着陆。

Description

飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及飞行器控制领域，特别涉及一种飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质。

背景技术

偏航阻尼器(Yaw damper，简称YD)和协调转弯(Turn Coordination，简称TC)是飞机上的横侧向飞行控制功能。其中，偏航阻尼器YD能提供荷兰滚阻尼，通过控制方向舵来保持飞机的稳定性，而协调转弯则是指在水平面内连续改变飞机的飞行方向，并保证滚转与偏航运动两者耦合影响最小，即侧滑角为0，而最终的方向舵控制指令则是由偏航阻尼器和协调转弯分别输出的指令合并得到。

偏航阻尼器和协调转弯在正常飞行场景下能实现对飞行器的平稳控制，然而，在外界干扰严重的场景下，例如侧风着陆，可能会给出不合适的方向舵偏转指令，从而导致飞行器形成低空大坡度。

发明内容

本申请的实施例提供一种飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质，其能够解决飞行器在侧风着陆时因外界风速风向变化的干扰而导致偏航阻尼器和协调转弯功能给出不合适的方向舵偏转指令，从而导致飞机形成低空大坡度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

一种飞行器控制方法，包括：

获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；

根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；

根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令的步骤，包括：

根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重；

根据所述权重对所述协调转弯控制指令和所述偏航阻尼控制指令进行加权，得到方向舵偏转指令。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述预设滚转角阈值包括第一滚转角阈值和第二滚转角阈值；所述第一滚转角阈值小于所述第二滚转角阈值；

所述根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重的步骤，包括：

若所述滚转角小于或等于所述第一滚转角阈值，则将预设第一权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

若所述滚转角大于或等于所述第二滚转角阈值，则将预设第二权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

若所述滚转角大于所述第一滚转角阈值且小于所述第二滚转角阈值，则根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重的步骤，包括：

查询预设表，获取与所述滚转角对应的目标权重；

将所述目标权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角的步骤，包括：

获取目标飞行器的真空速、滚转角、偏航速率、侧向加速度和俯仰角；

根据所述真空速、所述滚转角、所述偏航速率、所述侧向加速度和所述俯仰角，计算得到所述目标飞行器的偏航速率参考值和侧滑角变化率；

将所述偏航速率参考值输入预设协调转弯控制律，输出所述目标飞行器的协调转弯控制指令；

将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令之前，所述方法还包括：

获取所述目标飞行器的飞行高度；

将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对；

若所述飞行高度大于所述预设高度阈值，则执行所述将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令的步骤。

在本申请另一种可能的实现方式中，所述将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对的步骤之后，所述方法还包括：

若所述飞行高度小于或等于所述预设高度阈值，则将所述偏航速率参考值和所述偏航速率的差值输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

本申请实施例还提供一种飞行器控制装置，包括：

获取模块，用于获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；

计算模块，用于根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；

控制模块，用于根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

本申请实施例还提供一种飞行器，所述飞行器包括处理器、存储器以及存储于所述存储器中并可在所述处理器上运行的飞行器控制程序，所述处理器执行所述飞行器控制程序以实现上述所述的飞行器控制方法中的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有飞行器控制程序，所述飞行器控制程序被处理器执行以实现上述所述的飞行器控制方法中的步骤。

本发明实施例提供了一种飞行器控制方法，在利用协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令得到方向舵偏转指令的过程中，会同时考虑到滚转角，利用滚转角来修正在外界干扰下所带来的影响，使得最终得到的方向舵偏转指令能够更稳定的控制飞行器完成着陆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：

图1为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的实现场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的步骤流程图；

图3为本申请实施例提供的一种确定方向舵偏转指令的步骤流程图；

图4为本申请实施例提供的一种根据滚转角的大小确定权重的步骤流程图；

图5为本申请实施例提供的一种进一步根据滚转角设定权重的步骤流程图；

图6为本申请实施例提供的一种获取控制指令的步骤流程图；

图7为本申请实施例提供的一种基于高度确定偏航阻尼控制指令的步骤流程图；

图8为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的逻辑示意图；

图9为本申请实施例提供的一种飞行器控制装置的功能模块示意图；

图10为本申请实施例提供的一种飞行器控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明包含的范围。

在本申请实施例中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请实施例中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请实施例所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例中提供一种飞行器控制方法、装置、飞行器及计算机可读存储介质，以下分别进行详细说明。

本申请提出的飞行器控制方法主要是应用于飞机上，当然也不排除应用于其他需求相似功能的飞行器上。但为简化描述，后续仅仅以飞机作为本申请的主要目标飞行器进行说明，本领域技术人员在阅读本申请的技术方案后，是能够合理推广应用到其他飞行器上。

首先，为便于理解本申请提出的飞行器控制方法，先针对于背景技术中提到的偏航阻尼器和协调转弯以及其存在的问题进行简单的解释说明。具体如下：

偏航阻尼的作用是保持飞机由于荷兰滚和气流颠簸引起飞机在其垂直轴线的稳定性，目前比较常见的一种偏航阻尼控制指令是基于飞机的侧滑角变化率来实现的，具体的，偏航阻尼控制指令的计算公式为

其中K_beta一般是在飞机试飞过程中所确定的参数，通常与飞机的真空速相关，也就是会随着飞机真空速的不同而采用不同的值，而

即为前述提到的飞机的侧滑角变化率，其通常可以利用飞机的侧向加速度N_y、偏航速率r、滚转角

俯仰角θ和真空速V_TAS计算得到，具体的计算公式为：

同样的，协调转弯的作用是保证飞机在水平面内机动时，滚转运动与偏航运动两者耦合影响最小，即侧滑角为零，目前，比较常见的一种协调转弯控制指令是基于飞机的偏航速率参考值来实现的，具体的，协调转弯控制指令的计算公式为K_turnr_ref，其中K_turn与K_beta相似，是指是在飞机试飞过程中所确定的参数，通常与飞机的真空速相关，也就是会随着飞机真空速的不同而采用不同的值。而r_ref即为前述提到的飞机的偏航速率参考值，其通常可以利用飞机的滚转角

和真空速V_TAS计算得到，具体的计算公式为：

通常情况下，得到飞机最终的方向舵偏转指令则是由上面两部分指令，也就是偏航阻尼控制指令和协调转弯控制指令求和得到。然而，在实际应用过程中发现，当在高空、低空、侧风着陆、单轮触地等不同飞行场景下，现有的协调转弯和偏航阻尼往往会给出不合适的控制指令，从而导致最终求和得到的方向舵偏转指令不合适，影响了飞机的平稳飞行。例如，侧风着陆场景下，因外界侧风干扰而导致飞机产生小的滚转角时，此时转弯协调的介入会给出不恰当的控制指令，控制方向舵发生偏转，使飞机坡度增加，容易造成低空大坡度，影响飞行安全。而本申请也正是在上述背景下，提供了一种新的飞行器控制方法，以实现在不同场景下对飞机器的平稳飞行控制。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的实现场景示意图。详述如下。

本申请实施例中，飞行器控制方法主要是以程序的方式部署在目标飞行器的控制端，也就是飞行器控制装置300中。具体的，飞行器控制装置300主要涉及到两个控制部分，也就是图1中的偏航阻尼控制部分100和协调转弯控制部分200，其中，偏航阻尼控制部分100主要用于根据采集的飞行参数输出偏航阻尼控制指令，而协调转弯控制部分200则主要用于根据采集的飞行参数输出协调转弯控制指令。

进一步的，飞行器控制装置还会根据偏航阻尼控制指令和协调转弯控制指令输出最终的方向舵偏转指令，并利用该方向舵偏转指令完成对目标飞行器的控制。

基于上述飞行器控制方法的实现场景示意图，提出了飞行器控制方法的若干步骤流程图。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的步骤流程图。本申请实施例提供的方法可以有效实现侧风场景下对飞行器的平稳控制，具体的，本申请实施例提供的方法包括步骤201～203：

201，获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角。

本申请实施例中，目标飞行器的偏航阻尼控制指令和协调转弯控制指令的计算公式已经在前述相关背景说明中给出，通常是由目标飞行器的处理器根据采集的飞行器的飞行参数处理得到，具体的计算公式本申请在此不再赘述。而目标飞行器的滚转角可以通过机载惯导***得到。

作为本申请的一种可选实施例，偏航阻尼控制指令是基于前述提到的根据飞机的侧滑角变化率计算得到的，而协调转弯控制指令则是基于前述提到的根据飞机的偏航速率参考值计算得到的，此时所需要采集的飞行参数包括但不限于侧向加速度、偏航速率、滚转角、俯仰角和真空速，具体的实现步骤可以参阅后续图6及其解释说明的内容。

202，根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令。

相比于现有技术是直接将协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令求和得到方向舵偏转指令，本申请实施例额外考虑了滚转角的影响。具体的，当飞机处于侧风着陆场景下时，会受到外界侧风的干扰而产生小的滚转角，影响到协调转弯控制指令以及方向舵偏转指令的计算，因此，综合滚转角来确定最终的方向舵偏转指令可以有效抵消侧风着陆场景下，滚转角变化所带来的协调转弯控制指令的错误介入。

进一步的，考虑到侧风着陆场景下，主要是飞机的滚转角会受到干扰，从而影响到协调转弯控制指令，作为本申请的一种可行实施例，具体是利用滚转角来设定协调转弯控制指令的权重，以抵消侧风着陆场景下协调转弯控制指令的误差，具体可以参阅后续图3及其解释说明的内容。

203，根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

本申请实施例中，在利用滚转角、协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令得到方向舵偏转指令后，根据该方向舵偏转指令对飞行器的方向舵进行控制，即可实现飞行器的平稳飞行，考虑到现有飞行器当中，对于方向舵的控制都是基于指令自动实现的，本申请对于根据指令控制方向舵的具体实现原理不作赘述。

本发明实施例提供了一种飞行器控制方法，在利用协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令得到方向舵偏转指令的过程中，会同时考虑到滚转角，利用滚转角来修正在外界干扰下所带来的影响，使得最终得到的方向舵偏转指令能够更稳定的控制飞行器完成着陆。

如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种确定方向舵偏转指令的步骤流程图。详述如下。

本申请实施例提供了一种基于滚转角设定协调转弯控制指令的权重，从而得到方向舵偏转指令的实现方案，具体包括步骤301～302：

301，根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重。

本申请实施例中，结合前述描述可知，飞机在侧风着陆场景下，会因侧风等外界扰动而产生小的滚转角，此时，应当避免或降低协调转弯控制指令的介入。因此，可以通过将滚转角和预设滚转角阈值进行比对，得到滚转角和预设滚转角阈值的大小关系，然后利用该大小关系来设定协调转弯控制指令的权重，具体的，滚转角越小，则设定的协调转弯控制指令的权重也应当越小。

作为本申请的可选实施例，预设滚转角阈值可以包括有多个，例如包括第一滚转角阈值和第二滚转角阈值，此时，基于滚转角和预设滚转角阈值的大小关系来设定协调转弯控制指令的权重的具体规则请参阅后续图4及其解释说明的内容。

302，根据所述权重对所述协调转弯控制指令和所述偏航阻尼控制指令进行加权，得到方向舵偏转指令。

本申请实施例中，在基于滚转角得到协调转弯控制指令的权重后，基于该权重将协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令进行加权，即可得到方向舵偏转指令。其中，加权过程中偏航阻尼控制指令的权重默认为1，也就是说，协调转弯控制指令的权重可以理解为协调转弯控制指令的接入量，其值大小在0～1之间，其中权重为0表明方向舵偏转指令仅由偏航阻尼控制指令得到，而和协调转弯指令无关，而权重为1则表明需要将完整的协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令相加，得到方向舵偏转指令。

本申请实施例提出了一种基于滚转角设定协调转弯控制指令的权重，从而得到方向舵偏转指令的实现方案，只有在飞机大角度滚转时才会进行协调转弯，从而有效避免侧风着陆场景下，飞机因侧风等外界扰动产生的小的滚转角而导致协调转弯错误的介入，从而导致输出错误的方向舵偏转指令的问题。

如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种根据滚转角的大小确定权重的步骤流程图。详述如下。

本申请实施例提供了一种根据滚转角的大小来确定权重的具体规则，具体的，预设滚转角阈值包括第一滚转角阈值和第二滚转角阈值，其中，第一滚转角阈值小于第二滚转角阈值，此时设定权重的步骤包括401～403：

401，若所述滚转角小于或等于所述第一滚转角阈值，则将预设第一权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

本申请实施例中，滚转角小于或等于较小的第一滚转角阈值，则表明此时的滚转角可能是因侧风等外界扰动产生的小的滚转角，因此，为避免协调转弯错误的介入，可以将协调转弯控制指令的权重设定为足够小的值，具体的，第一权重可以是0，当然，也可以是基于实际需要所设定的其他值。

作为本申请的一种可选实施例，第一滚转角阈值是基于飞机在试飞时的飞行参数所设定的，具体的，该阈值是基于实际飞行中飞机小角度转弯时所需的滚转角设定，也就是基于转弯状态下目标飞行器的滚转角度来设定。通常情况下，第一滚转角阈值的取值范围可以是5°～8°，例如，第一滚转角阈值可以设定为6°。

402，若所述滚转角大于或等于所述第二滚转角阈值，则将预设第二权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

本申请实施例中，滚转角大于或等于较大的第一滚转角阈值，则表明飞行器处于大角度的滚转状态，此时，为达到较好的控制效果，需要将计算出的协调转弯指令完全加入到方向舵偏转指令中，也就是说，此时协调转弯控制指令的权重，也就是第二权重应当是允许的最大权重值，具体的，第二权重可以是1，当然，也可以是基于实际需要所设定的其他值。

作为本申请的可选实施例，与第一滚转角阈值相似，第二滚转角阈值也可以是基于飞机在试飞时的飞行参数所设定的，具体的，第二滚转角阈值是飞机在最大侧风着陆时完全采用侧滑法着陆时飞机的滚转角度，通常情况下，第二滚转角阈值的取值范围可以是8°～12°，例如，第二滚转角阈值可以设定为10°。

403，若所述滚转角大于所述第一滚转角阈值且小于所述第二滚转角阈值，则根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重。

本申请实施例中，若滚转角位于第一滚转角阈值和第二滚转角阈值之间，则可以进一步根据滚转角来设定协调转弯控制指令的权重，使得滚转角和权重成正相关，也就是说，权重随着会滚转角的增加逐渐增加，并在滚转角达到第二滚转角阈值时，此时权重达到最大权重值，也就是第二权重。

作为本申请的可选实施例，具体的，可以利用线性插值表的方式来设定协调转弯控制指令的权重，也就是预先将滚转角和权重的对应关系保存在线性插值表中，具体可以参阅后续图5及其解释说明的内容。

为便于理解本申请实施例提供的方案，以前述提到的第一滚转角阈值为6°，对应的第一权重为0，第二滚转角阈值为10°，对应的第二权重为1为例进行说明。此时，当滚转角小于或等于6°时，可以将协调转弯控制指令的权重设定为0，也就是在方向舵偏转指令中完全不考虑协调转弯控制指令，而当滚转角大于或等于6°时，可以将协调转弯控制指令的权重设定为1，也就是结合完整的协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令得到方向舵偏转指令，而当滚转角在6°和10°之间时，将进一步根据滚转角将协调转弯控制指令的权重设定在0～1之间，以将协调转弯控制指令部分接入到方向舵偏转指令中。

本申请实施例提供了一种根据滚转角设定协调转弯控制指令的权重的具体实现规则，在侧风场景下滚转角偏小时，在最终的方向舵偏转指令中接入部分协调转弯控制指令或者不接入协调转弯控制指令以抵消侧风场景下滚转角所带来的协调转弯控制指令的干扰，保证了最终生成的方向舵偏转指令的控制效果。

如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种进一步根据滚转角设定权重的步骤流程图。详述如下。

本申请实施例中，提供了一种利用预设表得到滚转角对应的权重的具体实现方案，具体的包括步骤501～502：

501，查询预设表，获取与所述滚转角对应的目标权重。

本申请实施例中，结合前述描述可知，在得到第一滚转角阈值及其对应的第一权重，以及第二滚转角阈值及其对应的第二权重后，可以基于线性插值的方式，分别计算第一滚转角阈值和第二滚转角阈值之间任一滚转角对应的权重。具体的，为便于理解，同样以前述提到的第一滚转角阈值为6°，对应的第一权重为0，第二滚转角阈值为10°，对应的第二权重为1为例进行说明，此时，滚转角为7°时，对应的权重即为0.25，滚转角为8°时，对应的权重即为0.5，滚转角为9°时，对应的权重即为0.75，针对于其他的滚转角度，也可以基于类似的对应原则确定，如此，将第一滚转角阈值和第二滚转角阈值之间任一滚转角及其对应的权重关联保存，即可得到一张包含滚转角和权重线性映射关系的表，如此，后续飞行器控制装置就可以直接通过查询该表来直接得到滚转角对应的目标权重。

502，将所述目标权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

本申请实施例中，此时线性插值表上与滚转角对应的目标权重即为在该滚转角下协调转弯控制指令的权重，因此，将该目标权重设定为协调转弯控制指令的权重即可，以用于后续对协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令的加权。

如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种获取控制指令的步骤流程图。详述如下。

本申请实施例提供的基于获取的飞行参数计算协调转弯控制指令和偏航阻尼控制指令的实现方案，具体的，包括步骤601～604：

601，获取目标飞行器的真空速、滚转角、偏航速率、侧向加速度和俯仰角。

本申请实施例中，真空速，也就是真实空速，是指飞行器事实上在空气中的移动速度，其通常可以通过机载大气***输出得到。而滚转角是指飞行器的机体坐标系y轴与惯性坐标系之间的夹角，偏航速率是指飞行器绕其机体坐标系竖轴旋转的速率，侧向加速度是指垂直于飞行器运动方向的加速度，俯仰角是指飞行器的机体坐标系x轴与水平面的夹角，其中，滚转角、偏航速率、侧向加速度以及俯仰角均可以通过机载惯导***得到。

602，根据所述真空速、所述滚转角、所述偏航速率、所述侧向加速度和所述俯仰角，计算得到所述目标飞行器的偏航速率参考值和侧滑角变化率。

本申请实施例中，结合前述描述可知，飞行器的偏航速率参考值可以基于真空速和滚转角求解得到，具体计算公式为：

其中，rref即为偏航速率参考值，g为重力加速度，

即为飞行器的滚转角

V_TAS即为飞行器的真空速。

同样的，飞行器的侧滑角变化率可以基于真空速、滚转角、偏航速率、侧向加速度和俯仰角共同计算得到，具体的计算公式为：

其中，

为飞行器的侧滑角变化率，N_y为飞行器的侧向加速度、r为飞行器的偏航速率、

为飞行器的滚转角、θ为飞行器的俯仰角，V_TAS为飞行器的真空速。

603，将所述偏航速率参考值输入预设协调转弯控制律，输出所述目标飞行器的协调转弯控制指令。

本申请实施例中，在得到偏航速率参考值r_ref后，将r_ref输入至前述提供的协调转弯控制指令的计算公式，也就是协调转弯控制律，就可以得到目标飞行器的协调转弯控制指令K_turnr_ref。

604，将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

本申请实施例中，与计算协调转弯控制指令相似，在得到侧滑角变化率

后，将

输入至前述提供的偏航阻尼控制指令的计算公式，也就是偏航阻尼控制律，就可以得到目标飞行器的偏航阻尼控制指令

进一步的，考虑到现有偏航阻尼控制指令的计算依赖于侧滑角变化率，而侧滑角变化率是基于机载惯导***输出的一些飞行参数计算得到，而在某些场景下，例如飞行器单轮触地时，会导致飞行器的侧向过载变大，也就是机载惯导***输出的侧向加速度会异常偏高，导致侧滑角变化率的计算结果不够精确，影响到后续偏航阻尼控制指令的计算。因此，作为本申请的一种可选实施例，提出了另一种计算偏航阻尼控制指令的实现方案，具体请参阅后续图7及其解释说明的内容。

如图7所示，图7为本申请实施例提供的一种基于高度确定偏航阻尼控制指令的步骤流程图。详述如下。

本申请实施例提供的，具体包括步骤701～704：

701，获取所述目标飞行器的飞行高度。

在本申请实施例中，结合前述描述可知，当飞行器单轮触地时，会导致飞行器的侧向过载变大，此时飞行器通常会处于低空降落状态，因此，可以先获取得到飞行器的飞行高度，用于后续判断飞行器是否存在单轮触地的可能。具体的，飞行高度可以通过无线电高度表得到。

702，将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对，判断所述飞行高度是否大于所述预设高度阈值。若是，则执行步骤703；若否，则执行步骤704。

本申请实施例中，将获取的飞行器的飞行高度和预设高度阈值进行比对，则比对结果就可以反映出飞行器是否存在单轮触地的可能。具体的，需要判断飞行高度是否高于预设高度阈值，若是，则表明飞行器处于高空飞行状态，不存在单轮触地的风险，也就是说，机载惯导***能够输出准确的侧向加速度，因而就可以计算得到准确的侧滑角变化率，因此，可以利用该侧滑角变化率计算出飞行器的偏航阻尼控制指令。反之，若飞行高度低于预设高度阈值，则表明飞行器处于低空飞行或者着陆状态，即存在单轮触地的风险，此时机载惯导***可能会输出异常的侧向加速度，从而无法计算得到准确的侧滑角变化率，因此，若继续利用侧滑角变化率计算偏航阻尼控制指令，可能会给出错误的偏航阻尼控制指令，影响飞行器的平稳飞行，因此，本申请提出了利用偏航速率参考值和偏航速率来计算偏航阻尼控制指令的实现方案，具体如步骤704所述。

作为本申请的一种可选实施例，具体的，考虑到飞机高度在2英尺以下时可能发生触地，因此可以高度阈值设定为2英尺。

703，将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

本申请实施例中，结合前述描述可知，若飞行高度大于预设高度阈值，则表明机载惯导***能够输出准确的侧滑角变化率，因而可以通过侧滑角变化率来计算偏航阻尼控制指令，也就是执行前述步骤604的步骤，具体的实现过程可以参阅前述步骤604，本申请在此不再赘述。

704，将所述偏航速率参考值和所述偏航速率的差值输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

若飞行高度小于预设高度阈值，则表明飞行器存在单轮触地的风险，会导致机载惯导***输出错误的侧向加速度。因此，为保证偏航阻尼控制指令的效果，本申请实施例提出了基于偏航速率参考值和偏航速率的差值来计算偏航阻尼控制指令的实现方案。具体的，偏航速率参考值也就是前述通过真空速和滚转角计算得到的r_ref，而偏航速率r则可以通过机载惯导***获取，因此，此时将偏航速率参考值和偏航速率的差值输入预设偏航阻尼控制律，最终所输出的偏航阻尼控制指令也就是K_r(r-r_ref)，其中K_r与K_turn、K_beta相似，也是在飞机试飞过程中所确定的参数，通常与飞机的真空速相关，也就是会随着飞机真空速的不同而采用不同的值。

具体的，针对于K_r、K_turn、K_beta，一般是在飞机试飞过程中确定某些速度点对应的K值，然后通过线性插值方法得到飞行包线内不同速度点对应的不同K值。

作为本申请的可选实施例，可以看出，当飞行高度高于预设高度阈值时，偏航阻尼控制指令是基于侧滑角变化率得到的，而当飞行高度低于该预设高度阈值时，则偏航阻尼控制指令是基于偏航速率参考值和偏航速率的差值得到的。在实际应用过程中，偏航阻尼控制指令可能会在高度阈值处存在跳变的风险，因此，可以考虑在高度阈值切换时采用淡化器进行修正，以避免高度阈值处偏航阻尼控制指令的跳变。

本申请实施例提供了一种基于飞行器的飞行高度采用不同方案计算偏航阻尼控制指令的实现方案，在低空飞行时采用偏航速率参考值和偏航速率的差值来计算偏航阻尼控制指令，可以有效避免飞机着陆单轮触地时，惯导输出的侧向加速度参数会受到影响，从而导致基于侧滑角变化率计算出的偏航阻尼控制指令不正确的技术问题。

如图8所示，图8为本申请实施例提供的一种飞行器控制方法的逻辑示意图。详述如下。

结合图8示出的飞行器控制方法的逻辑示意图可以看出，***的输入，也就是飞行器控制装置所需要采集得到飞行器的飞行参数包括但不限于侧向加速度、偏航速率、滚转角、真空速、俯仰角以及飞行高度。

其中，滚转角和真空速可以用于计算偏航速率参考值，也就是图中的r_ref，一方面，偏航速率参考值可以用于结合预设飞行参数K_turn得到协调转弯控制指令K_turnr_ref，另一方面，基于偏航速率参考值和偏航速率的差值，结合预设飞行参数K_r可以得到一种可行的偏航阻尼控制指令K_r(r-r_ref)。

此外，将侧向加速度经过低通滤波器去噪后，结合偏航速率、真空速、滚转角和俯仰角等飞行参数可以进一步计算得到侧滑角变化率，而侧滑角变化率可以用于进一步结合预设飞行参数K_beta，得到另一种可行的偏航阻尼控制指令

而在得到前述协调转弯控制指令K_turnr_ref、第一偏航阻尼控制指令K_r(r-r_ref)和第二偏航阻尼控制指令

后，还会进一步基于采集的其他参数将上述控制指令按照既定的规则进行组合，输出最终的方向舵指令。

具体的，在偏航阻尼控制部分，会将采集的飞行高度输入到给定的判断逻辑中，也就是和预设高度阈值进行比对，从而判断是采用第一偏航阻尼控制指令K_r(r-r_ref)还是采用第二偏航阻尼控制指令

若高度大于判断逻辑中的预设高度阈值，则采用第二偏航阻尼控制指令

若高度小于或等于判断逻辑中的预设高度阈值，则采用第一偏航阻尼控制指令K_r(r-r_ref)，然后利用淡化器消除偏航阻尼控制指令的跳变，得到最终的偏航阻尼控制指令。

对应的，在协调转弯控制部分，利用线性插值表可以得到滚转角对应的权重，然后利用该权重对协调转弯控制指令K_turnr_ref进行调整，即可得到最终的协调转弯控制指令。

最后，将前述得到的最终的偏航阻尼控制指令和最终的协调转弯控制指令求和，输出即为最终的方向舵指令。

为了更好实施本申请实施例中的飞行器控制方法，在飞行器控制方法基础之上，本申请实施例中还提供一种飞行器控制装置，如图9所示，图9为本申请实施例提供的一种飞行器控制装置的功能模块示意图，具体包括：

获取模块901，用于获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；

计算模块902，用于根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；

控制模块903，用于根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

在本申请一些实施例中，上述计算模块包括：

权重设定次模块，用于根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重；

加权计算次模块，用于根据所述权重对所述协调转弯控制指令和所述偏航阻尼控制指令进行加权，得到方向舵偏转指令。

在本申请一些实施例中，上述权重设定次模块包括：

第一权重设定单元，用于若所述滚转角小于或等于所述第一滚转角阈值，则将预设第一权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

第二权重设定单元，用于若所述滚转角大于或等于所述第二滚转角阈值，则将预设第二权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

第三权重设定单元，用于若所述滚转角大于所述第一滚转角阈值且小于所述第二滚转角阈值，则根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重。

在本申请一些实施例中，上述第三权重设定单元包括：

查询次单元，用于查询预设表，获取与所述滚转角对应的目标权重；

权重设定次单元，用于将所述目标权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

在本申请一些实施例中，上述获取模块包括：

飞行参数获取次模块，用于获取目标飞行器的真空速、滚转角、偏航速率、侧向加速度和俯仰角；

参数计算次模块，用于根据所述真空速、所述滚转角、所述偏航速率、所述侧向加速度和所述俯仰角，计算得到所述目标飞行器的偏航速率参考值和侧滑角变化率；

协调转弯计算次模块，用于将所述偏航速率参考值输入预设协调转弯控制律，输出所述目标飞行器的协调转弯控制指令；

偏航阻尼计算次模块，用于将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令；

在本申请一些实施例中，上述获取模块还包括：

高度获取次模块，用于获取所述目标飞行器的飞行高度；

高度比对次模块，用于将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对；

所述偏航阻尼计算次模块，用于若所述飞行高度大于所述预设高度阈值，则将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

在本申请一些实施例中，上述偏航阻尼计算次模块，还用于若所述飞行高度小于或等于所述预设高度阈值，则将所述偏航速率参考值和所述偏航速率的差值输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

如图10所示，图10为本申请实施例提供的一种飞行器控制装置的结构示意图。详述如下。

飞行器控制装置包括存储器、处理器以及存储于存储器中，并可在处理器上运行的飞行器控制程序，处理器执行飞行器控制程序时实现任一实施例中的飞行器控制方法中的步骤。

具体来讲：飞行器控制装置可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器1001、一个或一个以上存储介质的存储器1002、电源1003和输入单元1004等部件。本领域技术人员可以理解，图10中示出的飞行器控制装置结构并不构成对飞行器控制装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

处理器1001是该飞行器控制装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个飞行器控制装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1002内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1002内的数据，执行飞行器控制装置的各种功能和处理数据，从而对飞行器控制装置进行整体监控。可选的，处理器1001可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器1001可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1001中。

存储器1002可用于存储软件程序以及模块，处理器1001通过运行存储在存储器1002的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器1002可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据飞行器控制装置的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器1002还可以包括存储器控制器，以提供处理器1001对存储器1002的访问。

飞行器控制装置还包括给各个部件供电的电源1003，优选的，电源1003可以通过电源管理***与处理器1001逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源1003还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电***、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该飞行器控制装置还可包括输入单元1004，该输入单元1004可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出，飞行器控制装置还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，飞行器控制装置中的处理器1001会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器1002中，并由处理器1001来运行存储在存储器1002中的应用程序，从而实现本发明实施例所提供的任一种飞行器控制方法中的步骤。

为此，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。计算机可读存储介质上存储有飞行器控制程序，飞行器控制程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的任一种飞行器控制方法中的步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种飞行器控制方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种飞行器控制方法，其特征在于，包括：

获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；

根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；

根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

2.如权利要求1所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令的步骤，包括：

根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重；

根据所述权重对所述协调转弯控制指令和所述偏航阻尼控制指令进行加权，得到方向舵偏转指令。

3.如权利要求2所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述预设滚转角阈值包括第一滚转角阈值和第二滚转角阈值；所述第一滚转角阈值小于所述第二滚转角阈值；

所述根据所述滚转角和预设滚转角阈值的大小关系设定所述协调转弯控制指令的权重的步骤，包括：

若所述滚转角小于或等于所述第一滚转角阈值，则将预设第一权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

若所述滚转角大于或等于所述第二滚转角阈值，则将预设第二权重设定为所述协调转弯控制指令的权重；

若所述滚转角大于所述第一滚转角阈值且小于所述第二滚转角阈值，则根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重。

4.如权利要求3所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述根据所述滚转角设定所述协调转弯控制指令的权重的步骤，包括：

查询预设表，获取与所述滚转角对应的目标权重；

将所述目标权重设定为所述协调转弯控制指令的权重。

5.如权利要求1～3任一所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角的步骤，包括：

获取目标飞行器的真空速、滚转角、偏航速率、侧向加速度和俯仰角；

根据所述真空速、所述滚转角、所述偏航速率、所述侧向加速度和所述俯仰角，计算得到所述目标飞行器的偏航速率参考值和侧滑角变化率；

将所述偏航速率参考值输入预设协调转弯控制律，输出所述目标飞行器的协调转弯控制指令；

将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

6.如权利要求5所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令之前，所述方法还包括：

获取所述目标飞行器的飞行高度；

将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对；

若所述飞行高度大于所述预设高度阈值，则执行所述将所述侧滑角变化率输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令的步骤。

7.如权利要求6所述的飞行器控制方法，其特征在于，所述将所述飞行高度与预设高度阈值进行比对的步骤之后，所述方法还包括：

若所述飞行高度小于或等于所述预设高度阈值，则将所述偏航速率参考值和所述偏航速率的差值输入预设偏航阻尼控制律，输出所述目标飞行器的偏航阻尼控制指令。

8.一种飞行器控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标飞行器的偏航阻尼控制指令、协调转弯控制指令以及滚转角；

计算模块，用于根据所述偏航阻尼控制指令、所述协调转弯控制指令和所述滚转角确定方向舵偏转指令；

控制模块，用于根据所述方向舵偏转指令控制所述目标飞行器。

9.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括处理器、存储器以及存储于所述存储器中并可在所述处理器上运行的飞行器控制程序，所述处理器执行所述飞行器控制程序以实现权利要求1至7任一项所述的飞行器控制方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有飞行器控制程序，所述飞行器控制程序被处理器执行以实现权利要求1至7任一项所述的飞行器控制方法中的步骤。

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