[发明专利]一种考虑降雨和阵风条件的无人机飞行控制律设计方法

权利要求书

1.一种考虑降雨和阵风条件的无人机飞行控制律设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）基于无人机气动力参数及其变化规律，考虑无人机操纵舵面参数，建立无人机动力学模型；

（2）基于降雨、阵风环境因素与无人机动力学模型参数之间的量化映射关系，构建环境模型，将环境模型接入无人机动力学模型；

（3）基于操纵舵面气动力和力矩参数随无人机迎角、侧滑角度的变化规律，构建舵面代理模型；根据发动机推力随高度、飞行速度和油门量的离散数据，采用线性回归的方式，构建发动机代理模型；将舵面代理模型和发动机代理模型接入无人机动力学模型；

（4）设计飞行控制律，飞行控制律向舵面代理模型输出舵面指令以及向发动机代理模型输出油门量，无人机动力学模型求解出无人机位置、姿态反馈到飞行控制律，构成无人机闭环反馈控制回路，数值仿真验证飞行控制律的有效性；

（5）设置目标点位置或目标轨迹，利用无人机闭环反馈控制回路对位置、速度和姿态进行跟踪控制仿真，调整飞行控制律的增益参数。

2.根据权利要求1所述的考虑降雨和阵风条件的无人机飞行控制律设计方法，其特征在于，所述步骤（1），所述无人机动力学模型为无人机六自由度运动学与动力学方程，具体为：

式中，为无人机绕机体坐标系x_b,y_b,z_b轴的质心角速度，为无人机俯仰角、滚转角和偏航角，为无人机质心在机体坐标系x_b,y_b,z_b轴方向的速度，为无人机质心坐标，m为无人机质量，为重力加速度，为发动机推力在机体坐标系x_b,y_b,z_b轴上的投影，为无人机在x_b,y_b,z_b轴的气动力，为无人机关于坐标轴的惯性矩，为无人机在机体坐标系x_b,y_b,z_b轴的气动力矩；其中，

式中，C_x、C_y、C_z分别为无人机在机体坐标系x_b,y_b,z_b轴方向的气动力系数，C_l，C_m，C_n分别为无人机绕机体坐标系x_b,y_b,z_b轴的力矩系数，b为无人机的展长，S为无人机机翼参考面积，V为无人机飞行速度，为动压，为无人机平均气动弦长，，，，分别为无人机副翼、方向舵、襟翼和升降舵的偏转角度，，，，，，为无人机操纵力矩导数，，，，，，为无人机操纵力导数，，，，，，，，，为无人机的动导数。