[发明专利]基于风洞试验数据与CFD计算的无人机控制矩阵的修正方法

权利要求书

1.基于风洞试验数据与CFD计算的无人机控制矩阵的修正方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据无人机的外形参数构建数学模型，并进行CFD计算，得到无人机的气动参数；在步骤(1)中对建立的数学模型进行简化，得到翼身融合体加尾翼的简化数学模型；

所述的简化处理为将无人机中机身长度方向小于等效弦长的10％的凸起部件进行光滑处理，或者将V型尾翼修改成T型尾翼或者平尾加双立尾或者平尾加单立尾；或者将尾撑杆去除；或者将进气道唇口与机身融合处理；或者将尾喷口与机身融合处理；当翼梢小翼面积小于机翼面积10％时，将翼梢小翼直接去除，或者当翼梢小翼面积大于等于机翼面积10％时，将翼梢小翼去除后，在机翼前缘线和后缘线不变的情况下，增加展长，机翼面积增加量为翼梢小翼面积；或者将外挂物或螺旋桨忽略处理；

(2)判断数学模型是否属于常规气动布局，若是进入步骤(3)，若不是进入步骤(4)；

(3)根据上述确定的数学模型，利用传统的经验公式计算控制矩阵，并用(1)中气动参数中的C_L,C_D以及C_m结合传统的经验公式，对控制矩阵中的相应元素进行修正，得到新的控制矩阵，利用该控制矩阵调整无人机PID控制参数；所述C_L为飞行器升力系数，C_D飞行器阻力系数，C_m为飞行器俯仰力矩系数；

(4)根据上述确定的数学模型，选择利用传统的经验公式或datcom计算控制矩阵；对基于步骤(1)中数学模型加工得到的模型进行风洞试验，利用风洞试验数据中的C_La,C_ma以及对控制矩阵中的相应元素进行修正，得到新的控制矩阵，利用该控制矩阵调整无人机PID控制参数；

所述C_La飞行器全机升力系数对迎角导数，C_ma飞行器全机俯仰力矩系数对迎角导数，因迎角变化引起的飞机升力系数导数，因迎角变化引起的飞机俯仰力矩系数导数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当能够获取无人机的外场实验数据时，利用外场实验数据对(3)或(4)得到的控制矩阵进行修正，得到最终控制矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对简化的数学模型进行cfd计算，判断升阻比、力矩特性、升力系数、阻力系数是否满足设计指标，若满足，则对简化的数学模型继续执行步骤(2)；否则，重新对数学模型进行简化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：气道唇口与机身融合处理为融合表面的引导线的二阶导数连续。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：尾喷口与机身融合处理为尾喷口与机身后缘为封闭结构，避免拉维尔喷管效应。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用等效投影面积法将V型尾翼修改成T型尾翼或者平尾加双立尾或者平尾加单立尾。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：等效投影面积法为将V型尾翼投影到水平面和铅直面，得到投影后的两个面积，使修改后段翼型在水平面和铅直面的投影面积与其相等。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当采用V型尾翼修改为T型尾翼时，无人机的使用环境必须为中高空环境。