>[0033] 其中，步驟（3. 1)中所述的"總距δ ral開始按照一定速率自增"，其計(jì)算公式如下：
[0035] 式中，。為自檢后總距初始值為總距自增速率；t為總距自增時(shí)間。
[0036] 其中，步驟四所述的"對(duì)直升機(jī)施加平面位置和姿態(tài)控制"，其跟蹤期望值的具體 計(jì)算公式如下：
[0038] 式中，BE，LE，Φ E分別為煒度期望值、經(jīng)度期望值和偏航角期望值；B p_aw，Lp_a"，Φ a"為步驟二求取的煒度平均值、經(jīng)度平均值和偏航角平均值。
[0039] 其中，步驟四所述的"總距通道繼續(xù)自增直到直升機(jī)完全離地"，其具體實(shí)施步驟 為：
[0040] (4. 1)總距通道繼續(xù)以一定速率自增；
[0041] (4. 2)根據(jù)直升機(jī)的著陸傳感器狀態(tài)和相對(duì)高度測(cè)量計(jì)共同判斷直升機(jī)是否完全 離地；
[0042] (4. 3)若步驟（4. 2)確定直升機(jī)尚未完全離地，則重復(fù)步驟（4. 1);否則，總距停止 自增，并將直升機(jī)完全離地狀態(tài)反饋至飛行控制系統(tǒng)。
[0043] 其中，步驟五所述的"開始調(diào)用垂向通道控制律直到直升機(jī)高度接近預(yù)定起飛高 度"，其具體實(shí)施步驟為：
[0044] (5. 1)調(diào)用垂向速度跟蹤控制律，速度期望為直升機(jī)相對(duì)高度的函數(shù)；
[0045] (5. 2)若直升機(jī)的相對(duì)高度hg滿足I h g_h。I < c時(shí)，確定直升機(jī)滿足接近預(yù)定起飛 高度的條件，并將此狀態(tài)返回至飛行控制系統(tǒng)；否則，繼續(xù)步驟（5. 1);
[0046] 其中，步驟（5. 1)中所述的"特定垂向速度期望為直升機(jī)相對(duì)高度的函數(shù)"，其具 體計(jì)算公式如下：
[0047] a)直升機(jī)相對(duì)地面高度hg小于特定相對(duì)高度hlOT時(shí)，特定垂向速度期望w。為定值 W]_ow，
[0048] b)直升機(jī)相對(duì)地面高度hg介于特定相對(duì)高度h lOT和相對(duì)高度h hlgh之間時(shí)，特定垂 向速度期望^由如下公式確定：
[0050] c)直升機(jī)相對(duì)地面高度hg大于特定相對(duì)高度IihigJt，特定垂向速度期望w。為定 值0〇
[0051] 其中，步驟（5. 1)中所述的"特定垂向高度期望為直升機(jī)相對(duì)高度的函數(shù)"，其具 體計(jì)算公式如下：
[0052] a)直升機(jī)相對(duì)地面高度h/j、于特定相對(duì)高度h lOT時(shí)，特定垂向高度期望H。為當(dāng)前 高度值H ;
[0053] b)直升機(jī)相對(duì)地面高度hg介于特定相對(duì)高度h lOT和相對(duì)高度h hlgh之間時(shí)，特定垂 向高度期望H。為當(dāng)前高度值H ;
[0054] c)直升機(jī)相對(duì)地面高度hg大于特定相對(duì)高度h hlgjt，特定垂向高度期望H。為"自 主起飛準(zhǔn)備"階段記錄的高度平均值Hp aw加上起飛高度預(yù)定值h yakraff。
[0055] 本發(fā)明的有益效果是：
[0056] (1)明確了直升機(jī)自動(dòng)起飛的條件，設(shè)計(jì)了一種著陸傳感器，可用于判斷直升機(jī)起 落架是否接地，當(dāng)直升機(jī)處于地面停留狀態(tài)且舵機(jī)自檢無(wú)誤時(shí)，直升機(jī)接受自動(dòng)起飛指令； 否則，說(shuō)明直升機(jī)不具備自動(dòng)起飛的條件，直升機(jī)不接受自動(dòng)起飛指令，應(yīng)保持原有狀態(tài)。
[0057] (2)設(shè)計(jì)了直升機(jī)從地面準(zhǔn)備階段向垂直爬升階段的過(guò)渡方案，首先，總距按一定 速率進(jìn)行自增，當(dāng)直升機(jī)達(dá)到預(yù)離地總距時(shí)，直升機(jī)即將離地，此時(shí)受地面的約束力即將消 失，加入平面位置控制和姿態(tài)增穩(wěn)控制，保證直升機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定、抑制直升機(jī)地面滑移的產(chǎn) 生，確保直升機(jī)從地面狀態(tài)向空中飛行狀態(tài)的平穩(wěn)過(guò)渡。
[0058] (3)設(shè)計(jì)了直升機(jī)在垂直爬升階段的高度通道控制方案，避免了近地階段GPS信 息受地面雜波干擾以及障礙物遮擋出現(xiàn)的誤差影響，采用速度反饋跟蹤特定的垂向速度期 望，使得直升機(jī)高度平穩(wěn)上升。
[0059] (4)設(shè)計(jì)了合適的特定垂向期望速度曲線和特定垂向期望高度曲線，當(dāng)直升機(jī)處 于垂直爬升階段，設(shè)計(jì)的特定垂向期望速度曲線保證直升機(jī)的穩(wěn)定爬升，當(dāng)直升機(jī)進(jìn)入定 點(diǎn)懸停階段，設(shè)計(jì)的特定垂向期望高度曲線保證直升機(jī)高度的精確穩(wěn)定。
[0060] (5)設(shè)計(jì)了直升機(jī)在自動(dòng)起飛定點(diǎn)懸停階段的控制方案，在直升機(jī)相對(duì)地面高度 接近預(yù)定起飛高度時(shí)，認(rèn)為直升機(jī)已爬升至安全空域且直升機(jī)當(dāng)前高度已趨近于預(yù)定起飛 高度，為了實(shí)現(xiàn)直升機(jī)飛行高度的精確控制，垂向速度期望減為〇,而垂向高度期望設(shè)為地 面高度加預(yù)定起飛高度，直升機(jī)進(jìn)入自動(dòng)起飛懸停階段。
【附圖說(shuō)明】
[0061] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0062] 圖1是本發(fā)明的自動(dòng)起飛過(guò)程示意圖。
[0063] 圖2是本發(fā)明的自動(dòng)起飛控制策略流程圖。
[0064] 圖3是本發(fā)明的著陸傳感器觸地限位開關(guān)分布圖。
[0065] 圖4是本發(fā)明的著陸傳感器觸地狀態(tài)判斷電路。
[0066] 圖5是本發(fā)明的相對(duì)高度采集原理圖。
[0067] 圖6是本發(fā)明的自動(dòng)起飛垂向速度期望隨高度變化示意圖。
[0068] 圖7是本發(fā)明的自動(dòng)起飛垂向高度期望隨高度變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意 方式說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想。
[0070] 如圖1所示，將無(wú)人直升機(jī)自動(dòng)起飛的過(guò)程分為三個(gè)階段：地面準(zhǔn)備、垂直爬升、 定點(diǎn)懸停：
[0071] 其中，地面準(zhǔn)備階段直升機(jī)停留在地面，由于受到地面約束，直升機(jī)受力平衡，狀 態(tài)保持穩(wěn)定，但在直升機(jī)將要離開地面，脫離地面約束的時(shí)刻，直升機(jī)受地面約束力減小， 其運(yùn)動(dòng)自由度發(fā)生變化，該階段自直升機(jī)接收到自動(dòng)起飛指令開始到直升機(jī)完全離開地面 結(jié)束，該階段的主要工作有：（1)飛行控制系統(tǒng)接收到自動(dòng)起飛控制指令后對(duì)是否響應(yīng)起 飛指令做出判斷；（2)若確定直升機(jī)響應(yīng)起飛指令，則進(jìn)入自動(dòng)起飛后續(xù)準(zhǔn)備階段，發(fā)動(dòng)機(jī) 自動(dòng)開車，同時(shí)施加轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制，與此同時(shí)，飛行控制系統(tǒng)開始記錄當(dāng)前停留位置的經(jīng) 度、煒度、高度和偏航角信息，并求取平均值；否則，不響應(yīng)起飛指令，直升機(jī)保持原有狀態(tài)； (3)待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在正常工作狀態(tài)，總距δ 開始按照一定速率自增到預(yù)離地總距 Sral ciff,飛行控制系統(tǒng)開始調(diào)用基本控制律，對(duì)直升機(jī)施加平面位置和姿態(tài)控制，總距通道 繼續(xù)自增直到直升機(jī)完全離地。
[0072] 其中，垂直爬升階段自直升機(jī)離開地面開始，至直升機(jī)高度接近預(yù)定起飛高度時(shí) 結(jié)束。此階段要保證直升機(jī)在空中穩(wěn)定爬升，需要規(guī)劃合適的速度跟蹤曲線，此階段的主要 工作是：將直升機(jī)離地總距作為起飛配平總距，開始調(diào)用垂向通道控制律直到直升機(jī)高度 接近預(yù)定起飛高度。
[0073] 其中，定點(diǎn)懸停是自動(dòng)起飛的最后階段，是直升機(jī)爬升到安全空域后的飛行狀態(tài)， 最后，直升機(jī)高度穩(wěn)定在預(yù)定起飛高度，自動(dòng)起飛過(guò)程結(jié)束。
[0074] 本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種小型無(wú)人直升機(jī)自動(dòng)起飛控制策略，如圖2所示其具體步驟如 下：
[0075] 步驟一：飛行控制系統(tǒng)接收到自動(dòng)起飛控制指令，首先進(jìn)入自動(dòng)起飛準(zhǔn)備階段，對(duì) 是否響應(yīng)起飛指令做出判斷；
[0076] 步驟二：若上述步驟一確定直升機(jī)響應(yīng)起飛指令，則進(jìn)入自動(dòng)起飛后續(xù)準(zhǔn)備階段， 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)開車，同時(shí)施加轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制，與此同時(shí)，飛行控制系統(tǒng)開始記錄當(dāng)前停留位置 的經(jīng)度、煒度、高度和偏航角信息，并求取平均值；否則，不響應(yīng)起飛指令，直升機(jī)保持原有 狀態(tài)；
[0077] 步驟三：若上述步驟二確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在正常工作狀態(tài)，總距δ ^開始按照 一定速率自增到預(yù)離地總距Sral ciff;
[0078] 步