一种空基挂载发射折叠翼无人机的控制系统及发射方法

1.一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：具体步骤为：步骤一、由母机向子机持续供给电压信号，作为空基发射的信号电压；步骤二、由地面端确认投放具备条件，向母机发送可投放信号，进入可投放状态；步骤三、由子机飞控持续监测步骤1中母机发送的电压信号；步骤四、母机操作人员切断电压信号，母机的锁定装置解锁，挂钩打开，子机投放；步骤五、由子机飞控ADC检测电压信号，若持续一定时间所监测电压信号为0，表示自己已脱离母机，记录当前时间为T0，进入步骤六；步骤六、子机尾翼的舵面开始控制，通过尾翼舵面偏转来调整折叠状态的飞机滚转姿态，抑制折叠体的横向滚转；步骤七、T0时刻经过一段时间为T1时刻；在T1时刻飞控向机翼锁定舵机发送指令，机翼锁定舵机打开，控制机翼开始旋转展开；步骤八、机翼锁定舵机打开后经历一段时间为T2时刻，此时机翼展开到位，副翼介入控制稳定子机姿态；机翼展开到位后，经过一段时间后为T3 ， 时刻，此时刻飞控向机翼锁定舵机发送指令，由机翼锁定舵机锁定机翼；步骤九、机翼展开到位后，子机进入无动力滑翔阶段，此时子机为高速低头俯冲，通过无动力俯冲拉起控制，经过一段时间后姿态稳定，姿态稳定时刻为T3；若子机高度低于最低开伞高度，则开伞降落；若姿态稳定后，子机高度不低于最低开伞高度，则进行步骤十；步骤十、在T3时刻飞控给发动机启动指令，判断发动机是否启动完成，发动机启动完成时刻记为T4；如检测到发动机未启动，间隔2s后重启；若发动机启动3次均失败，且子机高度低于最低开伞高度，则开伞降落；若高度大于最低开伞高度，则继续无动力滑翔，滑翔过程中由地面站启动发动机，若启动失败，且子机高度低于最低开伞高度后，开伞降落；步骤十一、发动机启动完成后，退出空基发射流程，飞机开始进入任务阶段；步骤十二、通过空基发射飞行控制模块中的传统控制律部，进行正常航线任务，直到伞降回收。 2.如权利要求1所述一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：步骤六中，通过折叠态尾翼调姿控制方法，由折叠态尾翼参与调姿的控制，分配出5°的V尾舵面行程控制俯仰，控制逻辑即为正常控制逻辑；10°的V尾舵面行程控制滚转，采用内环PID控制，目标控制量为无人机目标滚转角Φ a 与无人机当前滚转角Φ c 之间的差值，由于此阶段无人机的目标滚转角Φ a 始终为0°，故目标控制量也是无人机滚转角Φ c ，对控制量进行PID环节操作，最终得到V尾差动舵量δ r1 ；控制律为：其中， 为增益环节控制参数， 为积分环节控制参数， 为微分环节增益。 3.如权利要求1所述一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：步骤九中，无动力俯冲拉起控制采用的俯仰通道控制方法为俯仰—空速闭环控制，无动力俯冲拉起控制阶段的各个物理量与控制参数为：拉起阶段标志量temp：temp显示2为拉起准备；显示1为拉起进行中，显示0为拉起结束；俯仰控空速比例系数 默认为2；俯仰控空速积分系数 默认0.1；拉起控制开始时刻所测得的无人机速度初值V 0 ；拉起阶段所测得的无人机此刻的速度V；给定目标速度终值V c ：为巡航速度50m/s；给定速度初值偏置量ΔV；指数过渡时间常数T：默认为2s；拉起控制阶段的目标速度V tar ：随时间T进行指数变化的函数，初始时刻为V 0 +ΔV，终止时刻为V c ；采用PI环节控制无人机空速稳定，控制律如下：得到拉起控制阶段无人机的升降舵量δ e_pull ，用于控制速度稳定和俯仰角稳定。 4.如权利要求1所述一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：步骤九中，姿态稳定判断逻辑为：同时满足当前子机俯仰在±12度，滚转角在±10度，以及当前子机空速在设置空速值±3范围内。 5.如权利要求1所述一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：在子机抛投与拉起阶段设计保护逻辑保证空基发射的安全性，具体包括：(1)发动机启动失败保护发动机三次点火均失败时，进入发动机启动失败保护逻辑；此时无人机不再进行发动机启动，开始进行无动力滑翔，滑翔的目标航点为home点，此时home点位于开始抛投初始点，但高度为150m，到达home点后，开始围绕home点进行盘旋，等待地面站的下一步指令；在整个保护期间，使用地面站进行手动点火指令，或切换为半自主模式，使用遥控对无人机进行手动操控；如果始终未能成功启动发动机，在盘旋降高过程中，如果低于高度保护线，则触发高度保护，无人机开伞降落；(2)强制拉起当无人机的拉起控制过程掉高达到800m时，并且飞控判定无人机姿态还未到达稳定，此时开始强制拉起，发动机启动，并且切换为正常飞行状态下的俯仰通道控制律，目标俯仰角为0°；(3)姿态保护在子机正常飞行状态下，若子机俯仰大于70°，滚转大于90°时，并且4s内没有改出，会触发无人机的姿态保护，飞控默认此时无人机已失控，会发出开伞指令；(4)高度保护当无人机高度低于100m时，触发高度保护，无人机开伞降落。 6.如权利要求1所述一种空基挂载发射折叠翼无人机的发射方法，其特征在于：时序逻辑为：时序一：检测脱离信号时，ADC检测到电压变为0V，连续检测脱离信号200ms，防止电压不稳造成误判；连续检测到脱离信号200ms，记录检测到脱离的当前时间为T0，此时启控，通过尾舵调整折叠状态的飞机姿态；时序二：展开机翼，检测到脱离后300ms为T1时刻，此时飞控给机翼锁定舵机指令，舵机打开，机翼开始旋转展开，T1＝T0+300ms；时序三：锁定机翼，舵机打开经历1300ms后为T2时刻，此时刻机翼展开到位，T2＝T1+1300ms；机翼展开到位后，经过500ms到达T3 ， 时刻，T3 ， ＝T2+500ms，飞控给机翼锁定舵机指令，舵机锁定机翼；时序四：机翼展开到位后，飞机进入无动力滑翔阶段，经过Nms认为姿态稳定，N＝5s～20s；此时，若高度低于最低开伞高度，则开伞降落；时序五：T3时刻飞控给发动机启动指令，T3＝T2+Nms；3.3s之后判断发动机是否启动完成，即转速＞2000rpm持续3秒，防止风吹动桨叶高速瞬时旋转造成误判，启动完成时刻记为T4；如检测到未启动，间隔2s后重启；时序六：发动机启动完成时刻，飞机姿态稳定后开始进入任务阶段；若发动机一次启动成功，则T4＝T3+3300ms，否则按实际点火次数和时间计算T4。 7.一种空基挂载发射折叠翼无人机的控制系统，该系统实现权利要求1～6任一项所述的发射方法，其特征在于：包括折叠翼V尾布局无人机、挂载母机、飞行控制与导航模块，地面站模块，空基发射飞行控制模块与挂钩与钩环；所述挂载母机机腹安装有挂钩，子机的机身上部安装有两个纵向排列的钩环，在地面时挂钩与钩环相连，子母机锁定；当到达空基发射地点时，母机发送抛投指令到子机飞控，同时母机机腹的挂钩松开，子机发射，做类平抛运动；飞行控制与导航模块安装在子机上，用于子机与母机以及子机与地面站之间的通信；子机搭载空基发射飞行控制模块用于保证子机空基发射成功，稳定正常飞行；地面站模块负责与飞控之间的通信，发送指令信号，观测飞机状态；空基发射飞行控制模块包括空基发射无人机的发射控制部分以及空基发射无人机发射时序逻辑部分，空基发射无人机发射过程控制律部分，传统控制律部分以及和保护逻辑部分。