[发明专利]一种垂直起降飞行器质量特性参数测量方法

摘要

本发明涉及飞机总体设计领域中质量特性测量领域，特别涉及一种垂直起降飞行器质量特性参数测量方法。质量特性参数测量方法包括如下步骤步骤一、建立飞行器的系统动力学方程；步骤二、对系统动力学方程进行整理；步骤三、采用非线性微分器，设计飞行器子系统的微分器，并对速度和加速度信息进行估计；步骤四、系统模型重构；步骤五、采用DE算法进行质量特性参数辨识。本发明的垂直起降飞行器质量特性参数测量方法，可以准确跟踪VTOL飞行器的测量输出，并估计其导数，且对噪声具有很好的鲁棒性；基于微分器的输出信号，DE算法能够正确辨识出飞行器质量特性参数，对于结构参数是线性的系统，均可较准确进行参数辨识。

主权项

一种垂直起降飞行器质量特性参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、建立飞行器的系统动力学方程：-mx=-Tsinθ+ξ0Mcosθ-my··=Tcosθ+ξ0Msinθ-mgIxxθ··=M;]]>其中，T和M为飞行器底部推力和滚动力矩；g为重力加速度；为描述T和M之间耦合关系的系数；m是飞行器质量，Ixx为转动惯量，x、y为垂直方向x轴、y轴坐标，θ为滚转角；步骤二、令a1＝1/m，a2＝ξ0/m，a3＝1/Ixx，u1＝T，u2＝M，整理得到：x··=a1u1sinθ-a2u2cosθy··=-a1u1cosθ-a2u2sinθ+gθ··=a3u2;]]>步骤三、采用非线性微分器，设计如下飞行器子系统的微分器，并对速度和加速度信息进行估计：x^·i1=x^i2x^·i2=x^i3x^·i3=-ai1ϵi3(x^i1-xi1)-ai2ϵi2x^i2-ai3ϵix^i3;]]>其中，i＝1,2,3；x11＝x，x21＝y，x31＝θ；分别为x，y，θ的一阶导数估计和二阶导数估计；飞行器子系统包括垂直方向x轴、y轴坐标、滚转角θ；步骤四、将步骤二中的式子改为：sinθ-cosθ0-cosθ-sinθ0001-1x··y··θ··=a100a20a3u1u2;]]>令Y=y1y2y3=sinθ-cosθ0-cosθ-sinθ0001-1x··y··θ··]]>U=u1u2;]]>将Y视为DE算法中的测量输出，U视为DE算法测量输入，参数a1，a2，a3为待估参数，即：y1y2y3=a100a20a3u1u2=a1u1a2u2a3u3;]]>步骤五、采用DE算法进行质量特性参数辨识。