[发明专利]用于飞行控制律设计调参的无人机对象模型建模方法

摘要

本发明提出一种用于飞行控制律设计调参的无人机对象模型建模方法，通过对无人机对象模型模块划分，六自由度飞机模型本体模块，含有计算机体坐标轴系各轴向线加速度和角加速度，产生飞机各种速度、位置、角速度、姿态信号的模型部件；气动系数模块含有根据飞机气动数据计算各种气动力和力矩的模型部件；发动机模块含有计算发动机推力和耗油率的模型部件；起落架力和力矩模块含有根据飞机位置信号、姿态信号、起落架相对位置关系，计算受前轮偏转角、刹车输入和机轮速度、支撑力和起落架机轮相对跑道位置关系的模型部件；飞行/滑跑控制系统模块含有导航计算、控制逻辑和控制选择的模型部件，上述模型部件按照逻辑关系，接受来自传感器模块的各种信号。

主权项

一种用于飞行控制律设计调参的无人机对象模型建模方法，其特征在于包括如下步骤：构建一个含有风干扰模型、大气环境模型、地球重力环境模型的环境变量模块、一个含有计算发动机推力和耗油率模型部件的发动机模块、一个相连发动机模块并能根据耗油率和重心随质量变化数据计算飞机质量和重心位置的质量计算模块、一个舵机模块包括副翼、升降舵、方向舵及减速板舵机模型的舵机模块、一个含有根据飞机位置信号、姿态信号、起落架相对位置关系，计算前轮偏转角、刹车输入和机轮速度、支撑力和起落架机轮相对跑道位置关系模型部件的起落架力和力矩模块、一个含有导航计算、控制逻辑、各种控制器和控制选择模型部件的飞行/滑跑控制系统模块、一个含有根据飞机气动数据计算各种气动力和力矩模型部件的气动系数模块、一个相连上述气动系数模块，并含有计算机体坐标轴系，各轴向线加速度和角加速度，产生飞机各种速度、位置、角速度、姿态信号模型部件的六自由度飞机模型本体模块，一个通过上述飞行/滑跑控制系统模块在仿真过程中施加控制指令的控制台模块和向上述各模块传送各种信号、刹车指令、油门指令、计算各种操纵舵面输出指令的传感器模块；其中，控制台模块在可在仿真过程中对飞行/滑跑控制系统模块输入控制指令，气动系数模块从环境变量模块获取大气环境信息，把计算出的飞机力和力矩传送至六自由度飞机模型本体模块，计算飞机当前加速度、速度、角速度、姿态、位置、状态变量，经传感器模块传递至飞行/滑跑控制系统模块进行控制指令计算，控制指令分别通过起落架力和力矩模块、舵机模块、发动机模块、质量计算模块计算出舵偏指令、发动机推力、飞机质量、机轮摩擦力和力矩，送入气动系数模块进行下一拍飞机力和力矩的计算，上述状态变量经环境变量模块计算飞机实时位置的大气环境信息，飞机的状态信息以及控制指令都通过示波器模块实时现实。