[发明专利]直升机动力学模态分割传递函数模型

摘要

直升机动力学模态分割传递函数模型属于无人机建模与控制领域，其特征在于，含有：一阶子系统，二阶子系统，系统增益和等效延时，其中，利用模态分割方法将传递函数的实数零极点和复数共轭零极点划分为一阶子系统和二阶子系统，在划分过程中，首先将复数共轭零极点划分为二阶子系统，多余的实数零极点则两两合并为二阶子系统，这样整个系统由不超过2个的一阶子系统和少数二阶子系统组成，通过指定一阶子系统的实数根，二阶子系统的自然频率和阻尼比，以及系统的增益和等效延时，即可确定无人直升机的动力学模型。本发明将复杂的直升机动力学模型转化以二阶系统为主、一阶系统为辅的低阶子系统组合，使模型参数得以分类并限定在几个相对紧凑、且与阶次无关的值域内，因而模型参数的搜索范围得以集中，从而使直升机的动力学模型易于被辨识算法所辨识。

主权项

1.直升机动力学模态分割传递函数模型，其特征在于，含有：一阶子系统，二阶子系统，系统增益和等效延时，其中，利用模态分割方法将传递函数的实数零极点和复数共轭零极点划分为一阶子系统和二阶子系统，在划分过程中，首先将复数共轭零极点划分为二阶子系统，多余的实数零极点则两两合并为二阶子系统，这样整个系统由不超过2个的一阶子系统和少数二阶子系统组成，使模型参数得以分类并限定在几个相对紧凑、且与阶次无关的值域内，因而模型参数的搜索范围得以集中，从而使直升机的动力学模型易于被辨识算法所辨识，其中，直升机动力学模态分割传递函数模型的表达形式为：H(f)=KGz(s)Πj=1kj(s2+2ζjωnjs+ωnj2)e-τsGP(s)Πi=1ki(s2+2ζiωnis+ωni2)]]>其中：Gz(s)=s+z1m=2kj+11m=2kj]]>GP(s)=s+p1n=2ki+11n=2ki]]>k_i＝0，1...k_j＝0，1...m＜nK为系统增益，z₁和p₁为一阶子系统的零点和极点，ζ_i，j和二阶子系统的阻尼比和自然频率，τ为系统等效延时，通过指定一阶子系统的实数根，二阶子系统的自然频率和阻尼比，以及系统的增益和等效延时，即可确定无人直升机的动力学模型。