【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及非電變量的控制或調節，具體涉及一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法。
技術介紹
1、無人機模擬飛行的機動飛行是一種模擬飛行控制系統，通過計算機軟件模擬無人機在空中進行各種機動動作的過程。這種模擬可以用于飛行器設計驗證、飛行控制系統開發和測試、飛行員培訓等方面。
2、在無人機模擬飛行機動飛行的過程中，通常采用pid控制器對無人機模擬飛行過程進行調控，但由于pid控制器中各項增益系數都是在每次飛行前人為設定的，且無人機在飛行過程中不同飛行存在的外界影響因素不同，因而在利用pid控制器對無人機飛行姿態和飛行路線進行調整時，過大的增益系數可能導致系統不穩定，出現震蕩、過沖等問題，降低系統魯棒性；過小的增益系數可能導致系統響應遲緩，飛行過程中路線不準確或避障成功率降低等，則會降低對無人機模擬飛行的過程進行調控的精確度。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，以解決現有的問題。
2、本專利技術的一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法采用如下技術方案：
3、本專利技術一個實施例提供了一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，該方法包括以下步驟：
4、采集連續多個時刻無人機模擬飛行的各種類型數據和無人機的位置坐標；
5、根據相鄰時刻無人機位置坐標之間的差異，獲得無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據，將無人機每次模擬飛行過程的時間均等劃分為若干個分段，根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標
6、根據飛行器飛行軌跡的模擬軟件獲得無人機的模擬理論位置坐標；
7、根據每個類簇中不同分段中相鄰時刻的無人機位置坐標的矢量數據之間的差異、不同分段的所有時刻的位置坐標和模擬理論位置坐標之間的距離的均值，獲得每個類簇中的每個分段的控制誤差波動程度，根據時間順序對分段進行標記，獲得無人機每次模擬飛行過程中每個分段的標記數據，和無人機所有次模擬飛行過程中的每個分段的標記序號，根據每個類簇中的每個分段在每次模擬飛行過程中的標記數據、每個類簇中的每個分段在所有次模擬飛行過程中的標記序號和每個類簇中的每個分段的控制誤差波動程度，獲得每個類簇中的分段的控制誤差合理程度；
8、根據每個類簇中的所有分段的控制誤差波動程度的均值、每個類簇中的分段的控制誤差合理程度，對pid控制器中的初始積分增益系數進行調整，獲得pid控制器中調整后的積分增益系數，根據pid控制器中調整后的積分增益系數通過pid控制器對無人機模擬飛行進行控制。
9、進一步地，所述根據相鄰時刻無人機位置坐標之間的差異，獲得無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據，包括的具體步驟如下：
10、每個時刻的矢量數據的方向由每個時刻的位置坐標指向相鄰的下一時刻的位置坐標，其每個時刻的矢量數據的大小就是每個時刻的無人機高度數據。
11、進一步地，所述將無人機每次模擬飛行過程的時間均等劃分為若干個分段，根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇，包括的具體步驟如下：
12、以a秒為分段間隔，將無人機每次模擬飛行過程的時間均等劃分為若干個分段，根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，獲得任意兩個分段的飛行狀態相似程度，根據任意兩個分段的飛行軌跡的相似程度對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇；
13、其中，a為預設參數。
14、進一步地，所述根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，獲得任意兩個分段的飛行狀態相似程度，包括的具體步驟如下：
15、對任意兩個分段中相同時刻的無人機位置坐標的矢量數據進行矢量減法運算，將運算后的結果的模長記為任意兩個分段在每個時刻的第一數值，將任意兩個分段中所有時刻的第一數值的均值的平方記為任意兩個分段第二數值，將任意兩個分段的每種類型數據在所有時刻的均值之間的差值的平方記為任意兩個分段的每種類型數據的第三數值，將任意兩個分段的所有類型數據的第三數值的累加和記為任意兩個分段的第四數值，將作為任意兩個分段的飛行狀態相似程度；
16、其中，表示以自然常數為底的指數函數。
17、進一步地，所述根據任意兩個分段的飛行軌跡的相似程度對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇，包括的具體步驟如下：
18、根據任意兩個分段的飛行軌跡的相似程度通過k-means算法對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇。
19、進一步地，所述根據飛行器飛行軌跡的模擬軟件獲得無人機的模擬理論位置坐標，包括的具體步驟如下：
20、無人機在模擬飛行時根據gazebo軟件進行模擬，可以得到理論飛行軌跡，即可得到無人機的模擬理論位置坐標。
21、進一步地，所述根據每個類簇中不同分段中相鄰時刻的無人機位置坐標的矢量數據之間的差異、不同分段的所有時刻的位置坐標和模擬理論位置坐標之間的距離的均值，獲得每個類簇中的每個分段的控制誤差波動程度，包括的具體步驟如下：
22、將每個類簇中的任意一個分段記為目標分段，將每個類簇中除了目標分段之外的所有分段記為參考分段；
23、對目標分段中的相鄰時刻的無人機位置坐標的矢量數據進行矢量減法運算，將運算后的結果的模長記為目標分段中兩個相鄰時刻的第一矢量差值，對參考分段中每個分段的相鄰時刻的無人機位置坐標的矢量數據進行矢量減法運算，將運算后的結果的模長記為參考分段中每個分段中兩個相鄰時刻的第二矢量差值，將目標分段的飛行軌跡與理論飛行軌跡在所有相同時刻位置坐標之間距離的均值記為目標分段的第一距離均值，將參考分段中每個分段的飛行軌跡與理論飛行軌跡在所有相同時刻位置坐標之間距離的均值記為參考分段中每個分段的第二距離均值，將目標分段中兩個相鄰時刻的第一矢量差值和目標分段的第一距離均值的乘積結果，記為目標分段中兩個相鄰時刻的第一目標值，將參考分段中每個分段中兩個相鄰時刻的第二矢量差值和參考分段中每個分段的第二距離均值的乘積結果，記為參考分段中每個分段中兩個相鄰時刻的第二目標值，將目標分段中兩個相鄰時刻的第一目標值減去參考分段中每個分段中兩個相鄰時刻的第二目標值的結果，記為目標分段與參考分段中每個分段中的兩個相鄰時刻的第三目標值，對目標分段與參考分段中每個分段中的所有相鄰時刻的第三目標值的累加和的絕對值，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據相鄰時刻無人機位置坐標之間的差異，獲得無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據，包括的具體步驟如下：
3.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述將無人機每次模擬飛行過程的時間均等劃分為若干個分段，根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇，包括的具體步驟如下：
4.根據權利要求3所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，獲得任意兩個分段的飛行狀態相似程度，包括的具體步驟如下：
5.根據權利要求3所述一種無人機模擬飛行機動飛行
6.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據飛行器飛行軌跡的模擬軟件獲得無人機的模擬理論位置坐標，包括的具體步驟如下：
7.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據每個類簇中不同分段中相鄰時刻的無人機位置坐標的矢量數據之間的差異、不同分段的所有時刻的位置坐標和模擬理論位置坐標之間的距離的均值，獲得每個類簇中的每個分段的控制誤差波動程度，包括的具體步驟如下：
8.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據時間順序對分段進行標記，獲得無人機每次模擬飛行過程中每個分段的標記數據，和無人機所有次模擬飛行過程中的每個分段的標記序號，包括的具體步驟如下：
9.根據權利要求7所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據每個類簇中的每個分段在每次模擬飛行過程中的標記數據、每個類簇中的每個分段在所有次模擬飛行過程中的標記序號和每個類簇中的每個分段的控制誤差波動程度，獲得每個類簇中的分段的控制誤差合理程度，包括的具體步驟如下：
10.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據每個類簇中的所有分段的控制誤差波動程度的均值、每個類簇中的分段的控制誤差合理程度，對PID控制器中的初始積分增益系數進行調整，獲得PID控制器中調整后的積分增益系數，包括的具體步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據相鄰時刻無人機位置坐標之間的差異，獲得無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據，包括的具體步驟如下：
3.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述將無人機每次模擬飛行過程的時間均等劃分為若干個分段，根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇，包括的具體步驟如下：
4.根據權利要求3所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據無人機所有的模擬飛行過程中的任意兩個分段中無人機位置坐標在每個時刻的矢量數據之間的差異、任意兩個分段中每種類型數據所有時刻對應的數據的均值之間的差異，獲得任意兩個分段的飛行狀態相似程度，包括的具體步驟如下：
5.根據權利要求3所述一種無人機模擬飛行機動飛行控制方法，其特征在于，所述根據任意兩個分段的飛行軌跡的相似程度對無人機多次模擬飛行過程中的所有分段進行聚類，得到若干個類簇，包括的具體步驟如下：
6.根據權利要求1所述一種無人機模擬飛行機動飛行控...
【專利技術屬性】
技術研發人員：白顥，劉科春，李雄威，劉遂平，陳亮，
申請(專利權)人：廈門雷神電氣設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。