小型无人直升机的飞行力学建模与仿真

摘要

本文利用系统辩识方法建立了小型无人直升机的飞行力学模型。文中首先将小型无人直升机视为六自由度刚体并运用牛顿定律建立小型无人直升机通用飞行动力学模型，然后在忽略小型无人直升机纵横向耦合的基础上将所建的飞行动力学方程进行纵横向分离并参数化，接着以小型无人直升机的通用纵横向参数化模型为辩识基础模型，以小型无人直升机（以Yamaha R－50为例）飞行数据为输入输出数据，利用系统辩识方法中的最小二乘、极大似然、遗传算法作为辩识方法按照各自的辩识原理和步骤进行迭代分别确定了参数模型中未知参数的值，随后在基础模型中代入参数值得到小型无人直升机的纵横向飞行动力学模型，最后将所建立模型的输出值（其输入数据是飞行数据，输出是预报值）与飞行数据进行分析和比较。结果表明采用最小二乘、极大似然、遗传算法作为飞行动力学模型参数的辩识方法得出的结果具有比较好的精确度和可信度，且基于极大似然的遗传算法（利用极大似然的辩识结果作为遗传算法的初始母体）在这三种方法中效果最好。