【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼空速解算方法、设备及计算机可读存储介质
[0001]本专利技术涉及无人驾驶航空器
,尤其涉及一种多旋翼空速解算方法、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]目前,区别于传统航空器,多旋翼航空器的速度控制方式多为地速控制而不是空速控制,因此,多旋翼航空器通常不安装空速传感器。但是,对于大型多旋翼的适航安全性需求,以及出于载荷强度的考虑,通常会要求空速测量和空速包线保护。
[0003]现有方案中,可根据上述要求考虑对大型多旋翼加装传统基于动压/静压原理的空速测量装置。但是,所加装的传统空速传感器在应用于大型多旋翼航空器时,存在明显的限制:一是,容易受多螺旋桨紊乱气流的干扰,或为免受气流干扰,需要从结构安装方面付出较大成本;二是,对于多旋翼航空器,空速测量并不直接介入控制规律,而加装的空速计会带来制造、调试和维护成本上的上升。
[0004]因此,如何在不增加硬件传感器的情况下,提出一种基于动力学原理的空速解算算法,成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中的上述技术缺陷,本专利技术提出了一种多旋翼空速解算方法,该方法包括:
[0006]建立空速解算数学模型k1(θ)
·
V+k2(θ)
·
V2+k3(θ)
·
V3=mg tanθ
‑
ma
x
,其中,m为质量、g为重力加速度,θ为倾角,a
x
为加速度,V为空速,k1(θ)、k ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多旋翼空速解算方法,其特征在于,所述方法包括:建立空速解算数学模型k1(θ)
·
V+k2(θ)
·
V2+k3(θ)
·
V3=mgtanθ
‑
ma
x
,其中,m为质量、g为重力加速度,θ为倾角,a
x
为加速度,V为空速,k1(θ)、k2(θ)、k3(θ)分别为预设的1、2、3阶风阻系数函数;根据每一解算周期的所述空速解算数学模型定义函数f(V),其中,f(V)=k3(θ)
·
V3+k2(θ)
·
V2+k1(θ)
·
V
‑
mgtanθ+ma
x
,所述θ倾角和所述a
x
加速度为实时测量值,并采用牛顿迭代算法实时求解方程f(V)=0的根,作为实时的空速V。2.根据权利要求1所述的多旋翼空速解算方法,其特征在于,所述建立空速解算数学模型之前,包括:在机体水平坐标系O
‑
XYZ下建立多旋翼6自由度动力学约束方程:其中,∑F
P
为螺旋桨旋转产生的总推力,∑F
L
为机身外形在气流场中运动所产生的升力,∑F
D
为整机气动总阻力,∑M为整机总力矩,J为整机转动惯量,a为质心线加速度,w为整机刚体运动角速度,α为整机刚体运动角加速度。3.根据权利要求2所述的多旋翼空速解算方法,其特征在于,所述建立空速解算数学模型之前,还包括:在姿态增稳、高度保持以及位置跟踪的控制律约束下,确定如下假设:三轴姿态缓慢变化,三轴角速度ω
x
≈ω
y
≈ω
z
≈0,三轴加速度α
x
≈α
y
≈α
z
≈0;垂直方向缓慢变化,垂直加速度a
z
≈0;三轴转动惯量缓慢变化螺旋桨升力远远大于机...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡华智,徐世科,
申请(专利权)人:亿航智能设备广州有限公司,
类型:发明
国别省市:
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