[发明专利]无人机飞管系统仿真模型校准方法

权利要求书

1.一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：对无人机飞管系统输入控制指令，在地面进行飞行试验模拟，识别无人机飞行状态变换过程中的飞行状态；

S2：利用三维成像扫描技术，获取无人机在每个飞行状态下的试验飞行数据，在预设的飞管系统仿真模型确定每个飞行状态对应的目标子模型，调取所述目标子模型的仿真数据；

S3：根据试验飞行数据和仿真数据，调整所述目标子模型的仿真参数；

S4：根据调整后的目标子模型，得到校准飞管系统仿真模型；

S5：将校准后的飞管系统仿真模型与理论模型对比，进行飞管系统仿真模型对比分析。

2.根据权利要求1所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S3.1：确定无人机飞行状态变换过程中的飞行状态先后顺序，飞行状态先后顺序为地面滑行状态、起飞状态、升降稳定飞行状态以及着陆状态；

S3.2：按照飞行状态先后顺序，并结合试验飞行数据及仿真数据，调整每一个飞行状态对应的目标子模型的仿真参数。

3.根据权利要求2所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3.2的具体过程如下：

S3.2.1：根据地面滑行状态的试验飞行数据，及地面滑行状态对应的目标子模型的仿真数据，调整地面滑行状态对应的目标子模型的仿真参数；

S3.2.2：根据起飞状态的试验飞行数据，及起飞状态对应的目标子模型的仿真数据，调整起飞状态对应的目标子模型的仿真参数；

S3.2.3：根据升降稳定飞行状态的试验飞行数据，及升降稳定飞行状态对应的目标子模型的仿真数据，调整升降稳定飞行状态对应的目标子模型的仿真参数；

S3.2.4：根据着陆状态的试验飞行数据，及着陆状态对应的目标子模型的仿真数据，调整着陆状态对应的目标子模型的仿真参数。

4.根据权利要求3所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3.2.1的具体过程如下：

S401：根据起落架的实际动作与位置状态，与起落系统子模型的仿真数据比较，得到无人机的地面校准偏差；

S402：根据地面校准偏差，调整起落系统子模型的仿真参数。

5.根据权利要求3所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3.2.2的具体过程如下：

S501：根据无人机的内侧升降副翼舵机反馈值以及实际偏转角度，与内侧升降副翼子模型的仿真数据比较，得到无人机的横向校准偏差；

S502：根据横向校准偏差，调整内侧升降副翼子模型的仿真参数。

6.根据权利要求3所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3.2.3的具体过程如下：

S601：根据外侧阻力方向舵机反馈值以及实际偏转角度，与外侧阻力方向舵子模型的仿真数据比较，得到无人机的纵向及航向校准偏差；

S602：根据纵向及航向校准偏差，调整外侧阻力方向舵子模型的仿真参数。

7.根据权利要求3所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S3.2.4的具体过程如下：

S701：根据拦阻系统位置信号以及实际放下角度，与拦阻系统子模型的仿真数据比较，得到无人机的着陆校准偏差；

S702：根据着陆校准偏差，调整拦阻系统子模型的仿真参数。

8.根据权利要求1—7任一所述的一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，其特征在于，所述步骤S5的具体过程如下：

1)设定无人机理论模型为

S_α＝{(x，y，z)}

其中，x为横向坐标；y为纵向坐标；z＝h(x，y)，表示高度；

2)设定成像扫描的实际模型为

S′_α＝{(x′，y′，z′)}

其中，x′为横向坐标；y′为纵向坐标；z′＝h(x′，y′)，表示高度；

3)任一检测点在空间用六自由度向量表示为

S(t)＝[S_x(t)S_y(t)S_z(t)S_γ(t)S_β(t)S_θ(t)]

其中，S_x(t)、S_y(t)、S_z(t)为t时刻检测点的位置坐标；S_γ(t)、S_β(t)、S_θ(t)为t时刻相对于空间坐标轴的倾角；

4)运动轨迹为在时间[0，t]内的积分，设每秒速率函数为f_sa[S(t)，x，y，z]，则无人机理论模型的运动轨迹为

5)同理，成像扫描的实际模型运动轨迹为

6)实际运动轨迹与理论运动轨迹的不重合度f_V为二者模型差值，故

7)根据不同的运动部件，设定不同的允许范围，飞管系统自动判定在允许公差范围内仿真是否符合要求，若计算出的不重合度f_V不满足给定范围，则系统报此部件运动异常。