[發(fā)明專利]飛行器操縱耦合補(bǔ)償方法、姿態(tài)運(yùn)動(dòng)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510336300.1
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN104881035B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;程仙壘;湯國建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05B13/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種飛行器操縱耦合補(bǔ)償方法，其特征在于，包括：

分析飛行器三個(gè)通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式，確定任一通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式與另外兩個(gè)通道的舵偏角之間的耦合情況；

其中，所述氣動(dòng)力矩包括滾動(dòng)通道的滾動(dòng)力矩M_x、偏航通道的偏航力矩M_y及俯仰通道的俯仰力矩M_z；

分析所述三個(gè)通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式之間的耦合情況，得到消除所述耦合情況的補(bǔ)償舵偏角的計(jì)算公式，以通過所述補(bǔ)償舵偏角的計(jì)算公式，計(jì)算得到與期望氣動(dòng)力矩對應(yīng)的補(bǔ)償舵偏角；

其中，所述補(bǔ)償舵偏角包括：補(bǔ)償滾動(dòng)舵偏角補(bǔ)償偏航舵偏角及補(bǔ)償俯仰舵偏角

通過以下步驟實(shí)現(xiàn)分析飛行器三個(gè)通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式，確定任一通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式與另外兩個(gè)通道的舵偏角之間的耦合情況：

確定所述三個(gè)通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式如下：

其中，δ_x為滾動(dòng)舵偏角、δ_y為偏航舵偏角、δ_z為俯仰舵偏角；

用所述氣動(dòng)力矩對所述舵偏角的偏導(dǎo)數(shù)矩陣M_A代表任一通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式與另外兩個(gè)通道的舵偏角之間的耦合情況；

其中，

其中，q為動(dòng)壓、S為參考面積、b為側(cè)向參考長度和l為軸向參考長度；為滾動(dòng)氣動(dòng)力矩系數(shù)m_x對滾動(dòng)舵偏角δ_x的偏導(dǎo)數(shù)，滾動(dòng)氣動(dòng)力矩系數(shù)m_x對偏航舵偏角δ_y的偏導(dǎo)數(shù)，為滾動(dòng)氣動(dòng)力矩系數(shù)m_x對俯仰舵偏角δ_z的偏導(dǎo)數(shù)，為偏航力矩系數(shù)m_y對滾動(dòng)舵偏角δ_x的偏導(dǎo)數(shù)，為偏航力矩系數(shù)m_y對偏航舵偏角δ_y的偏導(dǎo)數(shù)，為偏航力矩系數(shù)m_y對俯仰舵偏角δ_z的偏導(dǎo)數(shù)，為俯仰力矩系數(shù)m_z對滾動(dòng)舵偏角δ_x的偏導(dǎo)數(shù)，為俯仰力矩系數(shù)m_z對偏航舵偏角δ_y的偏導(dǎo)數(shù)，為俯仰力矩系數(shù)m_z對俯仰舵偏角δ_z的偏導(dǎo)數(shù)；表示除舵偏角之外由飛行器本體在滾動(dòng)通道產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩；表示除舵偏角之外由飛行器本體在偏航通道產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩；表示除舵偏角之外由飛行器本體在俯仰通道產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩；

在得到消除耦合情況的補(bǔ)償舵偏角的計(jì)算公式中，令以消除所述偏航舵偏角δ_y、俯仰舵偏角δ_z對所述滾動(dòng)力矩M_x的耦合影響；

令以消除所述滾動(dòng)舵偏角δ_x、俯仰舵偏角δ_z對所述偏航力矩M_y的耦合影響；

令以消除所述滾動(dòng)舵偏角δ_x、偏航舵偏角δ_y對所述俯仰力矩M_z的耦合影響；

通過以下步驟實(shí)現(xiàn)分析所述三個(gè)通道的氣動(dòng)力矩值的計(jì)算公式之間的耦合情況，得到消除所述耦合情況的補(bǔ)償舵偏角的計(jì)算公式：

設(shè)操縱補(bǔ)償后的氣動(dòng)力矩對所述舵偏角的偏導(dǎo)矩陣為M′_A，則所述氣動(dòng)力矩表示為：

結(jié)合并令所述偏導(dǎo)矩陣M′_A的非對角上的元素均為零，求得所述偏導(dǎo)矩陣M′_A的具體表達(dá)式；

將求得的所述偏導(dǎo)矩陣M′_A的具體表達(dá)式代入得到消除所述耦合情況的補(bǔ)償舵偏角的計(jì)算公式。