一种垂直起降飞行器质量特性参数测量方法

标题：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。

申请号：CN201710767688.X

申请日：2017/8/31

申请人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所

首项权利要求：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 +ξ 0Mcosθ -my· · =Tcosθ +ξ 0Msinθ -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 -a2u2cosθ y· · =-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=-ai1ϵ i3(x^i1-xi1)-ai2ϵ i2x^i2-ai3ϵ ix^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 -cosθ 0-cosθ -sinθ 0001-1x· · y· · θ · · =a100a20a3u1u2; 令Y=y1y2y3=sinθ -cosθ 0-cosθ -sinθ 0001-1x· · 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。

专利类型：发明申请