[發明專利]一種基于無人機的建模方法及系統

有效

• 申請號: 201811414516.5
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109635376B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 王元超;王延東;李艷輝;張濤;陸振玉;馬經緯
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種基于無人機的建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：

分解無人機為不同部分，其中，所述不同部分包括主機翼、升降副翼、翼梢小翼以及機身，獲取所述無人機的特征參數，其中，所述特征參數包括所述不同部分的特征參數；

通過對所述不同部分進行受力分析建立狀態方程組，包括：

對所述不同部分進行受力分析，根據所述特征參數分別計算所述主機翼、所述升降副翼、所述翼梢小翼以及所述機身在機體坐標系下產生的力和力矩；

計算所述機體坐標系下重力產生的力和力矩，以及所述無人機中的發動機產生的推力和推力矩；

根據上述兩個步驟計算的力和力矩、推力以及推力矩建立力學方程組、力矩方程組、運動方程組以及導航方程組；

在所述無人機上電后，在PWM范圍內對PWM波進行均勻采樣；

測量與所采樣的PWM波對應的升降副翼的翼舵偏角，以及所述無人機中發動機推力和PWM的對應關系；

建立所述升降副翼和所述發動機的線性控制模型，

和T_thrust＝k_mu_m+k₀，

其中，e_l為左升降副翼舵偏角、e_r右升降副翼舵偏角、T_thrust發動機推力、u_l為左升降副翼舵偏角對應的PWM的值、u_r為右升降副翼舵偏角對應的PWM的值、u_m為發動機推力對應的PWM的值；

m_l和l₀是對多個PWM值和與所述多個PWM值分別對應的左升降副翼舵偏角所形成的多組數據進行線性擬合獲取的參數，m_r和r₀對多個PWM值和與所述多個PWM值分別對應的右升降副翼舵偏角所形成的多組數據進行線性擬合獲取的參數，k_m和k₀是對多個PWM值和與所述多個PWM值分別對應的發動機推力所形成的多組數據進行線性擬合獲取的參數，所述多個PWM值通過所述在PWM范圍內對PWM波進行均勻采樣得到；

根據所述狀態方程組和所述線性控制模型建立所述無人機的動力學模型。

2.如權利要求1所述的基于無人機的建模方法，其特征在于，所述特征參數包括結構特征參數和性能特征參數，相應地，所述獲取所述無人機的特征參數，包括：

獲取所述主機翼、所述升降副翼以及所述翼梢小翼的面積、升力系數以及阻力系數；

獲取所述機身的阻力系數因子；

獲取所述無人機附加阻尼系數因子。