本发明专利技术属于飞行器建模技术，提出一种无人变体飞行器的建模参数计算方法，包括：S101、依据变体飞行器变体结构模型搭建基本方程,完成对方程组的修正，S102、根据完成的力方程组，确定需要计算的惯性矩与惯性积项的变化率、惯性修正项、气动修正项，给出相应的计算方法；S103、将等效速度变化量ΔV和三轴气动力F(Fx、Fy、Fz)带入气动修正项计算公式，将相对运动角加速度ε，变体部分惯性矩IM带入惯性力矩部分修正公式得到各个修正项的结果；根据惯性力计算方法计算得到惯性力部分修正公式涉及的惯性力修正。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器建模技术，设及。
技术介绍
变体飞行器是可W在飞行过程中通过自动或手动改变自身外形构造，从而改变气 动参数的一种飞行器。由于存在改变自身的气动特性的能力，因此在完成相应飞行任务过 程中，变体飞行器能够达到相对的飞行性能最优化。 在建模方面变体飞行器与传统飞行器不同，其构型在飞行过程中会发生一定的变 化，运些变化会引起动力学方面的诸多变化，运些变化对模型方程的影响很大。运些影响使 得传统建模近似方法难W针对无人变体飞行器给出准确的建模结果，有必要提出一种新的 方案进行无人变体飞行器建模。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出，能够较为精确 和简易的进行无人变体飞行器建模。 阳0化]本专利技术的技术方案是： ，包括： S101、依据变体飞行器变体结构模型搭建基本方程，完成对方程组的修正， 修正的方程形式如下： 力方程组：柳川其中，T :发动机推力；g :重力加速度；F(Fx、Fy、Fz):空气动力；m :飞行器质量； Θ :俯仰角；Φ :滚转角；U，V，W 轴方向飞行速度；hf Oifx，hfy，hfz) 轴力惯性修正 项； 力矩方程组： 其中，hm(hmx,hmy,hmz) 轴力矩惯性修正项；L，M，N 轴力矩；Sx，Sy，Sz :等效 重屯、位置偏移；P，Q，R 轴方向角速度；IX，ly，Iz 轴惯性矩；1巧，lyz，Ixz :惯性积。 S102、根据完成的力方程组，确定需要计算的惯性矩与惯性积项的变化率、惯性修 正项、气动修正项，给出相应的计算方法； 惯性矩与惯性积项的变化率计算方法：利用插值表进行插值计算，获得计算结 论； 惯性修正项计算方法：来自于机翼的加速变形过程和机翼变形过程中所需的向屯、 圆周运动的各轴加速度，包括切向加速度而]、法项加速度和科里奥利加速度，惯性 修正项计算方法的理论方程可W简单由牛顿运动定律确定如下： 惯性力部分修正： 其中VM为模型相对运动速度，P Μ为模型相对转动半径，ε为相对运动角加速度， ω为飞机本体转动角速度，将ω在机体轴投影即P、Q、R ; 惯性力矩部分修正： 阳02引化hw" hMy) =-Im ε (11) 其中ΙΜ为变体部分的惯性矩，此即得到最终简化的变体惯性力矩修正。 气动修正项计算公式： 其中Μ为气动力矩，F为气动力，V为飞行速度，Δ V、ΔΡ和ΔΜ为对应参数的变化 量，取增加为正，减小为负； S103、将等效速度变化量ΔΥ和Ξ轴气动力F(Fx、Fy、Fz)带入气动修正项计 算公式（12)，（13)，将相对运动角加速度ε，变体部分惯性矩IM带入惯性力矩部分修正 公式（11)得到各个修正项的结果；根据惯性力计算方法计算得到惯性力部分修正公式 (7)-(10)设及的惯性力修正； 把飞行器质量m，重力加速度g，S轴气动力F(Fx、Fy、Fz)，发动机输入信号反馈的 发动机推力T，飞行传感器返回的参数俯仰角Θ、滚转角φ、Ξ轴方向角速度P，Q，RW及已 经计算得到的惯性力修正和气动力修正带入力方程组（1);把飞行器质量m，重力加速度邑， Ξ轴气动力矩LM，N飞行传感器返回的参数俯仰角Θ、滚转角φ、=轴方向角速度p，Q，R， 于插值表中查得的惯性矩IX，ly，Iz、惯性积Ixy，lyz，Ixz和对应插值得到的惯性矩与惯性 积变化率、飞行器变形信号参数返回的等效重屯、位置偏移Sx，Sy，Sz W及已经计算得到的 惯性力矩修正和气动力矩修正带入力矩方程组（3); 联立上述两个微分方程组，解出相关状态变量，即Ξ轴方向角加速度么々），完 成无人变体飞行器的动力学部分参数建模过程。 本专利技术的优点是：提出了简化的无人变体飞行器参数计算方法。【附图说明】 图1为建模参数计算流程。【具体实施方式】 下面对本专利技术做进一步详细说明。 ，如图1所示，包括： S101、依据变体飞行器变体结构模型搭建基本方程，完成对方程组的修正。 修正的方程形式（在机体轴投影）如下： 柳4〇] 力方程组： 力矩方程组：W48] 其中各个参量的说明如下： 在力方程组中： T :发动机推力；g :重力加速度；F(Fx、Fy、Fz):空气动力；m :飞行器质量；：俯仰 角；：滚转角；U，V，W 轴方向飞行速度；hf Oifx，hfy，hfz) 轴力惯性修正项。 在力矩方程组中： 阳化引 hm(hmx, hmy, hmz) 轴力矩惯性修正项；L，Μ，Ν 轴力矩；Sx，Sy，Sz :等效重屯、 位置偏移；P，Q，R 轴方向角速度；IX，ly，Iz 轴惯性矩；1巧，lyz，Ixz :惯性积。 从上述方程的对比可W看出，除了惯性修正项之外，修正方程还多出了惯性矩与 惯性积的变化率项作为修正。运一部分修正来自于变体飞行器变形过程的刚性结构变化。 除修正方程中的惯性修正项外，还有针对气动修正如下： 阳化5] 气动力修正： S102、根据完成的力方程组，确定需要计算的惯性矩与惯性积项的变化率、惯性修 正项、气动修正项，给出相应的计算方法； 惯性矩与惯性积项的变化率计算方法：利用插值表进行插值计算，获得计算结 论； 惯性修正项计算方法：来自于机翼的加速变形过程和机翼变形过程中所需的向屯、 圆周运动的各轴加速度，包括切向加速度這β、法项加速度S .和科里奥利加速度，惯性 修正项计算方法的理论方程可W简单由牛顿运动定律确定如下： 惯性力部分修正：当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无人变体飞行器的建模参数计算方法，其特征在于，包括：S101、依据变体飞行器变体结构模型搭建基本方程,完成对方程组的修正，修正的方程形式如下：力方程组：T+Fx-mgsinθ=m(U·+WQ-VR)+hfxFy-mgcosθsinφ=m(V·+UR-WP)+hfyFz-mgcosθcosφ=m(W·+VP-UQ)+hfz---(1)]]>其中，T：发动机推力；g：重力加速度；F(Fx、Fy、Fz)：空气动力；m：飞行器质量；θ：俯仰角；φ：滚转角；U，V，W：三轴方向飞行速度；hf(hfx,hfy,hfz)：三轴力惯性修正项；力矩方程组：hmx+L+mgcosθ(cosφS^y-sinφS^z)=P·Ix-Q.Ixy-R.Ixz+PI·x-QI·xy-RI·xz+QR(Iz-Iy)-PQIxz+(R2-Q2)Iyz+PRIxyhmx+M+mg(cosθcosφS^x-sinφS^z)=Q.Iy-R.Iyz-P.Ixy+QI·y-RI·yz-PI·xy+PR(Ix-Iz)-QRIxy+(R2-Q2)Ixz+PQIyzhmx+N+mg(cosθcosφS^x-sinφS^y)=R·Iz-P·Ixz-Q·Iyz+RI·z-PI·xz-I·yz+PQ(Iy-Ix)-PRIyz+(Q2-P2)Ixy+QRIxz---(3)]]>其中，hm(hmx,hmy,hmz)：三轴力矩惯性修正项；L，M，N：三轴力矩；Sx，Sy，Sz：等效重心位置偏移；P，Q，R：三轴方向角速度；Ix，Iy，Iz：三轴惯性矩；Ixy，Iyz，Ixz：惯性积。S102、根据完成的力方程组，确定需要计算的惯性矩与惯性积项的变化率、惯性修正项、气动修正项，给出相应的计算方法；惯性矩与惯性积项的变化率计算方法：利用插值表进行插值计算，获得计算结论；惯性修正项计算方法：来自于机翼的加速变形过程和机翼变形过程中所需的向心圆周运动的各轴加速度，包括切向加速度法项加速度和科里奥利加速度惯性修正项计算方法的理论方程可以简单由牛顿运动定律确定如下：惯性力部分修正：其中VM为模型相对运动速度，ρM为模型相对转动半径，ε为相对运动角加速度，ω为飞机本体转动角速度，将ω在机体轴投影即P、Q、R；惯性力矩部分修正：(hMx,hMy,hMy)＝‑IMε(11)其中IM为变体部分的惯性矩，此即得到最终简化的变体惯性力矩修正。气动修正项计算公式：ΔMM=2ΔVV+ΔV2V2≈2ΔVV---(12)]]>ΔFF=2ΔVV+ΔV2V2≈2ΔVV---(13)]]>其中M为气动力矩，F为气动力，V为飞行速度，ΔV、ΔF和ΔM为对应参数的变化量，取增加为正，减小为负；S103、将等效速度变化量ΔV和三轴气动力F(Fx、Fy、Fz)带入气动修正项计算公式(12)，(13)，将相对运动角加速度ε，变体部分惯性矩IM带入惯性力矩部分修正公式(11)得到各个修正项的结果；根据惯性力计算方法计算得到惯性力部分修正公式(7)～(10)涉及的惯性力修正；把飞行器质量m，重力加速度g，三轴气动力F(Fx、Fy、Fz)，发动机输入信号反馈的发动机推力T，飞行传感器返回的参数俯仰角θ、滚转角φ、三轴方向角速度P，Q，R以及已经计算得到的惯性力修正和气动力修正带入力方程组(1)；把飞行器质量m，重力加速度g，三轴气动力矩L，M，N飞行传感器返回的参数俯仰角θ、滚转角φ、三轴方向角速度P，Q，R，于插值表中查得的惯性矩Ix，Iy，Iz、惯性积Ixy，Iyz，Ixz和对应插值得到的惯性矩与惯性积变化率、飞行器变形信号参数返回的等效重心位置偏移Sx，Sy，Sz以及已经计算得到的惯性力矩修正和气动力矩修正带入力矩方程组(3)；联立上述两个微分方程组，解出相关状态变量，即三轴方向角加速度完成无人变体飞行器的动力学部分参数建模过程。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李博文，张云鹏，张翔伦，秦玮，左玲，杨森，
申请(专利权)人：中国航空工业第六一八研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。