沈陽飛機設(shè)計研究所揚州協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司林鵬獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉沈陽飛機設(shè)計研究所揚州協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司申請的專利一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN116300992B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-08發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202211475942.6,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G05D1/495;該發(fā)明授權(quán)一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法是由林鵬;馬青原;王業(yè)光;劉長秀設(shè)計研發(fā)完成,并于2022-11-23向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法,屬于變體飛行器飛行控制領(lǐng)域。具體步驟如下:建立變體飛行器六自由度非線性動力學(xué)模型;根據(jù)奇異攝動理論對飛行器非線性動力學(xué)模型的12個狀態(tài)變量進(jìn)行時標(biāo)分離;根據(jù)變體飛行器角速度和姿態(tài)角回路微分方程,基于非線性動態(tài)逆方法分別設(shè)計角速度和姿態(tài)角回路控制律;基于動態(tài)逆和線性反饋與L1自適應(yīng)結(jié)合的方法設(shè)計機動產(chǎn)生器控制律。本發(fā)明能夠提升控制系統(tǒng)在不確定性存在情況下的性能,提升跟蹤控制的精度,提高系統(tǒng)的魯棒性,使得變體飛行器能夠在輸入擾動、氣動參數(shù)不確定性、參數(shù)變化等情況下仍舊能夠保持穩(wěn)定飛行。
本發(fā)明授權(quán)一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種基于L1自適應(yīng)動態(tài)逆的變體飛行器控制方法,其特征在于,包括以下步驟: 1建立變體飛行器非線性動力學(xué)模型,該模型能夠表征飛行器變體過程中的動力學(xué)特性; 2根據(jù)奇異攝動理論對飛行器非線性動力學(xué)模型的12個狀態(tài)變量進(jìn)行時標(biāo)分離; 3根據(jù)變體飛行器角速度回路的微分方程,基于非線性動態(tài)逆方法設(shè)計角速度回路控制律; 4根據(jù)變體飛行器姿態(tài)角回路的微分方程,基于非線性動態(tài)逆方法設(shè)計姿態(tài)角回路控制律; 5根據(jù)變體飛行器機動狀態(tài)量的微分方程,基于線性反饋非線性動態(tài)逆和L1自適應(yīng)方法設(shè)計機動產(chǎn)生器控制律; 在步驟1中,所描述的變體飛行器非線性動力學(xué)模型包括: A、飛行器質(zhì)心移動的動力學(xué)方程組 其中,分別為飛行器的飛行加速度、迎角加速度和側(cè)滑角加速度,V,α,β分別為飛行器的飛行速度、迎角和側(cè)滑角,m為飛行器的質(zhì)量,p,q,r分別為飛行器滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航角速度,F(xiàn)x,Fy,Fz分別為飛行器所受合外力在體軸系下的分量,F(xiàn)ix,Fiy,Fiz分別為飛行器因質(zhì)心位置變化而產(chǎn)生的附加力在體軸系下的分量,其計算公式為: 其中,T為發(fā)動機推力,D,Y,L分別為飛行器所受的阻力、升力和側(cè)力,g為重力加速度,φ,θ分別為飛行器滾轉(zhuǎn)角和俯仰角,分別是滾轉(zhuǎn)角加速度、俯仰角加速度和偏航角加速度;Sx,Sy,Sz代表飛機機體軸下的靜力矩,分別是靜力矩隨時間的一階導(dǎo),分別是靜力矩隨時間的二階導(dǎo); B、繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的動力學(xué)方程 根據(jù)多剛體動力學(xué)理論知識可知,與常規(guī)飛機不同,變體飛行器會因變形而產(chǎn)生的附加力和附加力矩,經(jīng)推導(dǎo),變體飛行器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的動力學(xué)方程為: 其中,為飛機的轉(zhuǎn)動慣量矩陣,Ix、Iy、Iz為飛機的轉(zhuǎn)動慣量,Ixy、Ixz、Iyz為慣性積;M,N分別為滾轉(zhuǎn)力矩、俯仰力矩和偏航力矩;分別代表飛行加速度在機體軸上的分量,b1,b2,b3的表達(dá)式分別為: 其中,u,v,w分別代表飛行速度在機體軸上的分量,mi代表第i飛機第i個機翼的重量, 為飛機的轉(zhuǎn)動慣量隨時間的一階導(dǎo),為慣性積隨時間的一階導(dǎo),Six,Siy,Siz分別代表飛機第i個機翼的靜力矩,分別代表飛機第i個機翼的靜力矩隨時間的一階導(dǎo),分別代表飛機第i個機翼的靜力矩隨時間的二階導(dǎo); C.質(zhì)心移動的運動學(xué)方程 其中x,y,z為飛行器在地面坐標(biāo)系下的位置,ψ為飛行器的偏航角; D.繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的運動學(xué)方程 從機體軸系的形成過程可以寫出飛機旋轉(zhuǎn)角速度在機體軸系上的投影為: 求解可得飛機繞質(zhì)心的運動學(xué)方程為:
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人沈陽飛機設(shè)計研究所揚州協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司,其通訊地址為:225000 江蘇省揚州市廣陵新城江蘇信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)28號樓B棟;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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