扑翼飞行器复合飞行策略仿真建模方法

摘要

本发明提供一种扑翼飞行器复合飞行策略仿真建模方法，包括：获取被研究扑翼飞行器基本参数；建立气动模型；建立动力学模型；对复合飞行过程进行描述；建立飞行功率与扑动频率、扑动幅度的关系，得到飞行能量消耗计算模型；建立控制率模型；将气动模型、动力学模型、复合飞行规划模块、飞行能量消耗计算模型和控制率模型进行相互连接并整理，搭建得到最终的仿真模型。优点为：仿真技术人员可以高效利用Matlab/Simulink仿真环境，搭建扑翼飞行器复合飞行仿真模型，通过分析不同飞行策略的仿真结果，对扑翼飞行器的复合飞行能力进行判定，并寻找较优的飞行策略，在扑翼飞行器工程上的改进方面具有一定指导意义。

主权项

一种扑翼飞行器复合飞行策略仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取被研究的扑翼飞行器的基本参数，包括：参考面积、飞行器质量以及飞行器转动惯量；步骤2，对扑翼飞行器进行风洞实验，基于风洞实验数据以及扑翼飞行器的基本参数，建立气动模型；其中，所建立的气动模型为多输入多输出系统，其输入变量包括实际飞行速度、实际扑动幅度、实际扑动频率、实际飞行攻角、实际机体角速率、实际舵量、参考面积和空气密度；其输出变量为作用在全机的力及力矩；步骤3，基于刚体六自由度模型方程，对扑翼飞行器的动力学进行数学建模，得到动力学模型；其中，所述动力学模型为多输入多输出系统，其输入变量包括作用在全机的力及力矩、飞行器质量以及飞行器转动惯量；其输出变量包括实际飞行速度、实际飞行高度、实际飞行姿态、实际飞行攻角和实际机体角速率；步骤4，建立复合飞行规划模块；所述复合飞行规划模块用于对复合飞行过程进行描述；其中，对所述复合飞行过程进行描述具体指：对扑动‑滑翔过渡过程、滑翔过程、滑翔‑扑动过渡过程的各个不同时间节点的基准扑动幅度值和基准扑动频率值进行规划设计，从而使扑翼飞行器进行扑动‑滑翔‑扑动的复合飞行过程；步骤5，基于风洞试验数据，通过二维线性插值，建立飞行功率与扑动频率、扑动幅度的关系，得到飞行能量消耗计算模型；步骤6，建立控制率模型；步骤7，根据所述气动模型、所述动力学模型、所述复合飞行规划模块、所述飞行能量消耗计算模型和所述控制率模型之间的逻辑关系，将所述气动模型、所述动力学模型、所述复合飞行规划模块、所述飞行能量消耗计算模型和所述控制率模型进行相互连接并整理，搭建得到最终的仿真模型。