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固定翼控制算法——总能量控制（TECS）

固定翼的飞行控制采用了一种先进的算法——总能量控制（TECS），它专注于控制升降（俯仰角）和油门，以稳定并确保飞行速度和高度的精确管理。与传统方法不同，TECS实现了升降和油门的解耦，从而提高了飞行的稳定性和安全性。

无人机的总能量由势能和动能两部分构成，通过调整油门来控制总能量，而俯仰角则用于平衡这两部分能量。输入到TECS中的数据包括实时高度、真空速、目标高度和空速。系统首先根据这些数据计算总能量和能量平衡，然后输出期望的油门和俯仰调整指令。

总能量的增减依赖于发动机做功，而减小则是通过降低油门来实现。TECS的关键在于，通过定义势能和动能，以及能量矩阵D，成功地将油门与升降的耦合关系转变为线性解耦。这样，通过总能量和平衡能量这两个中间变量，无人机的油门和俯仰控制变得更为独立和高效。

油门控制涉及总能量变化率，与推力和阻力有关，而俯仰控制则关注如何在保持总能量不变的前提下，通过俯仰角的调整来平衡势能和动能。在实际应用中，如PX4控制器，TECS计算总能量和平衡能量的方法会考虑真空速、海拔高度以及速度和高度的变化。

总之，总能量控制是固定翼飞行器智能操控的核心技术，它通过巧妙的数学转换，优化了油门和俯仰的控制策略，确保飞行器在各种飞行条件下的稳定和安全。