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一种基于数据驱动的热上升气流定位方法技术

技术编号:44606428 阅读:44 留言:0更新日期:2025-03-14 12:59
本发明专利技术公开了一种基于数据驱动的热上升气流定位方法。长期以来,无人驾驶飞行器在监视任务、地理测绘和目标侦察等行业中一直是不可或缺的。飞行耐力是无人机广泛使用的一个关键限制。然而,尽管研究人员努力修改和优化空气动力学形状以减少滑翔机阻力或更换电池反应物,但使用这些方法提高飞行续航能力仍有局限性。本发明专利技术旨在通过收集风能来利用大自然的能量。本发明专利技术考虑估计上升气流,然后通过非线性动力学的稀疏识别算法估计风场的位置。通过所提出的基于SINDy的方法及其精确识别数学物理规范模型的特性来实现热定位,提高了在识别热上升气流的能力,增加了飞行器的能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据驱动的热上升气流定位领域,具体涉及一种基于数据驱动的热上升气流定位方法


技术介绍

1、上升气流主要有两个来源,其中一个是地形。它们主要在固定的山脊或高层结构周围形成,并根据进入气流的方向改变位置。在山前和建筑物前的气流中进行了飞行试验,为地形上升气流的潜在利用提供了证据。上升气流的另一个来源是云层遮挡太阳造成的地面温度不均匀。在受热表面上方密度较轻的气团上升,使周围的空气向中心汇聚并产生上升气流。鸟类,包括猎鹰和军舰鸟,已被观察到积极跟踪这种上升气流进行空中监视和狩猎。

2、在模拟鸟类无动力飞行之前,必须解决的一个关键技术挑战是热细胞的定位。为了估计热上升气流的中心和参数,设计一种基于质心法的算法,可以采用测量气流速度来确定热上升气流的位置,另外,通过迭代最小化最小二乘误差实现了上升气流振幅和半径的收敛。

3、热上升气流的形状由高斯分布推广到椭圆截面。这种概化可以估计中心位置和其他参数。然而,这些方法需要存储批量数据进行求解和迭代,这消耗了飞机计算机的存储空间。为了克服这个问题,可以采用两种扩展的卡尔曼滤波器,这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,所述数学模型采用二维高斯模型,作为参数识别的应用对象,同时也能够被SINDy算法表征。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,所述使用数学模型表征热气流具体为:在仿真平台中集成数学模型,通过修改SIMULINK中的气动系数,定义自身所需的固定翼滑翔机,在环境中添加热上升气流物理模型,使环境能够产生热上升气流,所述热上升气流物理模型如下公式:

4.根据权利要求1所述的一种基于数...

【技术特征摘要】

1.一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,所述数学模型采用二维高斯模型,作为参数识别的应用对象,同时也能够被sindy算法表征。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,所述使用数学模型表征热气流具体为:在仿真平台中集成数学模型,通过修改simulink中的气动系数,定义自身所需的固定翼滑翔机,在环境中添加热上升气流物理模型,使环境能够产生热上升气流,所述热上升气流物理模型如下公式:

4.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的热上升气流定位方法,其特征在于,所述估计热上升气流,通过物理公式和模型来估计其速度和强度,如下公式所示:

5.根据权利要求1所述的一种基于数据驱动的热上升...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢芳芳陆宇峰季廷炜郑畅东
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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