[发明专利]无人机飞管系统仿真模型校准方法

说明书

本发明提出一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，属于新型无人机调试技术领域。本发明根据无人机不同飞行状态下的试验飞行数据与预设的飞管系统仿真模型的仿真数据进行对比，使飞管系统仿真模型不断地接近真实飞机，当飞管系统仿真模型越接近真实飞机时，可以在地面模拟开展相关飞行试验，从而提高无人机地面飞行试验的效率，保障无人机飞行安全。本发明采用独特的设计思路，用于进行无人机的飞管系统仿真校准，使无人机最大程度上达到理论设计状态以及拥有最佳的飞行控制性能；同时设计独特的公式算法，实现仿真模型校准的计算，并通过设定允许范围值，使系统自动判定在允许公差范围内仿真是否符合要求，设计具有独特性和创新性。

技术领域

本发明属于新型无人机调试技术领域，涉及一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，用于进行无人机的飞管系统仿真校准，使无人机最大程度上达到理论设计状态以及拥有最佳的飞行控制性能。

背景技术

在无人机飞行控制系统研制过程中，往往经过全数字仿真实验对整个飞行包线、全模态的物理特性进行客观评价，突出各个设计状态的控制律结构及参数确认，即仿真模型越接近真实飞机，对控制律参数的设计越有好处。在设计阶段，理论上仿真模型与真实飞机完全贴合，但在无人机的整个生产制造过程中，全机各个零部件制造均存在制造误差，各部件装配存在装配误差，成品、元器件存在性能指标公差，上述设计允许的情况会导致无人机的实际模型与理论不符，且目前没有可以对无人机飞管系统仿真模型进行精准校准的系统，导致无人机地面调试过程中模拟飞行试验时，无法准确地反映真实飞行情况。

因此，如何校准无人机飞管系统仿真模型，进而在无人机地面模拟飞行试验中，准确地反映真实飞行情况，从而提高无人机地面飞行试验的效率，保障无人机飞行安全是本领域技术人员亟待解决的技术问题，为此开展一种无人机飞管系统仿真模型校准方法的研究工作，在建立仿真模型校准方法后设定计算公式，用于系统判定。

发明内容

为在无人机地面模拟飞行试验中，校准无人机的飞管系统仿真模型，从而准确地反映真实飞行情况，提高无人机地面飞行试验的效率，保障无人机飞行安全，本发明提供了一种无人机飞管系统仿真模型校准方法。

本发明的技术方案如下：

一种无人机飞管系统仿真模型校准方法，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：进行飞管系统仿真模型对比分析；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)]