[发明专利]一种飞行器姿态控制方法

权利要求书

1.一种飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：设定飞行器的来流马赫数和来流攻角的取值范围，基于上述取值范围获得第一来流马赫数和第一来流攻角；

步骤2：计算在所述第一来流马赫数和所述第一来流攻角下所述飞行器的第一气动力系数和第一力矩系数；

步骤3：计算获得所述飞行器在不同高度下的第二气动力系数和第二力矩系数；

步骤4：所述第二气动力系数减去所述第一气动力系数获得气动力系数干扰量，所述第二力矩系数减去所述第一力矩系数获得力矩系数干扰量，基于所述气动力系数干扰量或所述力矩系数干扰量获得第一粘性干扰量；

步骤5：计算获得所述飞行器在不同高度下的第一粘性干扰参数；

步骤6：以所述第一粘性干扰量为因变量，所述第一粘性干扰参数、所述第一来流马赫数和所述第一来流攻角为自变量，建立所述因变量与所述自变量之间的函数关系，得到粘性干扰模型；

步骤7：将所述粘性干扰模型搭载至所述飞行器的机载控制设备中；

步骤8：在所述飞行器飞行过程中，获得当前飞行状态下的第一高度、第二来流马赫数和第二来流攻角；

步骤9：计算获得所述飞行器在所述第一高度、所述第二来流马赫数和所述第二来流攻角下的第二粘性干扰参数；

步骤10：计算在所述第二来流马赫数和所述第二来流攻角下所述飞行器的第三气动力系数和第三力矩系数；

步骤11：将所述第二粘性干扰参数带入所述粘性干扰模型获得第二粘性干扰量；

步骤12：将所述第二粘性干扰量与所述第三气动力系数和所述第三力矩系数进行叠加，获得所述飞行器的预测气动力系数和预测力矩系数；

步骤13：所述机载控制设备判断所述预测气动力系数和所述预测力矩系数中的任意一个是否超过对应的设定阈值，若所述预测气动力系数和所述预测力矩系数中的任意一个超过对应的设定阈值，则所述机载控制设备对所述飞行器的姿态进行控制；

所述粘性干扰模型的表达式为：

其中，表示力系数或力矩系数干扰量，是粘性干扰参数，为来流马赫数，为来流攻角，、和分别是常数项、一次项和二次项的系数。

2.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述方法还包括：采用相对正交距离对所述粘性干扰模型数据拟合的偏差进行估计。

3.根据权利要求2所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述相对正交距离 的计算方式为：

其中，为数据点到相关性曲线的正交距离，为数据点在相关性曲线上投影对应的横坐标。

4.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述步骤2采用Euler解算器计算得到所述第一气动力系数和所述第一力矩系数。

5.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述步骤10采用Euler解算器计算得到所述飞行器的第三气动力系数和所述第三力矩系数。

6.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述步骤3采用统一气体动理学方法计算获得所述第二气动力系数和所述第二力矩系数。

7.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，第一粘性干扰参数的计算方式为：

其中，、分别代表来流马赫数和来流雷诺数，和分别代表来流温度和粘性系数，表示边界层内的参考温度，是参考温度时的气体粘性，为无量纲量。

8.根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，气动力系数包括轴向力系数、法向力系数、侧向力系数、升力系数和阻力系数，力矩系数包括滚转力矩系数、偏航力矩系数和俯仰力矩系数。

9.根据权利要求8所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述粘性干扰模型包括：轴向力系数粘性干扰模型、法向力系数粘性干扰模型、侧向力系数粘性干扰模型、升力系数粘性干扰模型和阻力系数粘性干扰模型，或所述粘性干扰模型包括：滚转力矩系数粘性干扰模型、偏航力矩系数粘性干扰模型和俯仰力矩系数粘性干扰模型。