中国人民解放军国防科技大学陈清阳获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115859461B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211459213.1,技术领域涉及:G06F30/15;该发明授权一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法是由陈清阳;辛宏博;王鹏;王玉杰;侯中喜设计研发完成,并于2022-11-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法,包括:确定迎角和航迹倾角状态的期望工作范围;将迎角和航迹倾角期望值代入配平计算,得到配平升降舵偏、配平空速和配平推力;以迎角为横轴、航迹倾角为纵轴,将配平升降舵偏、配平空速和配平推力以等高线分布的形式表示,得到全状态配平等高线分布图;在全状态配平等高线分布图中引入飞行器性能约束和控制约束条件,得到可控域;在可控域内选择期望的工作点,计算该工作点邻域内速度、迎角变化趋势,得到速度迎角相图,并通过速度迎角相图判断该工作点的稳定性。本发明应用于无人机技术领域,具有配平求解复杂度低、结果展示直观性强和应用分析效率高等优点。
本发明授权一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法在权利要求书中公布了:1.一种低速固定翼无人机纵向可控域及稳定性分析方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,确定无人机迎角和航迹倾角状态的期望工作范围; 步骤2,遍历迎角和航迹倾角状态的期望工作范围,将迎角和航迹倾角期望值代入配平计算,得到配平升降舵偏、配平空速和配平推力,具体为: 步骤2.1,获取无人机的升力系数、阻力系数及俯仰力矩系数随迎角和升降舵偏的变化情况; 步骤2.2,建立气动力、重力和发动机推力的力和力矩的平衡方程组,为: 式中,Q为动压,S为无人机机翼浸润面积,γ为航迹倾角,T为推力,CLα,δe为无人机的升力系数,CDα,δe为无人机的阻力系数,Cmα,δe为无人机的俯仰力矩系数,CLα,δe、CDα,δe、Cmα,δe均与无人机的迎角α和升降舵偏δe相关; 步骤2.3,限定配平状态的迎角和航迹倾角,通过所述平衡方程组的第三式,应用梯度下降法得到当前配平迎角对应升降舵偏,为: 式中,δek+1为第k+1次迭代的升降舵偏,δek为第k次迭代的升降舵偏,μ为迭代系数,用于调整迭代收敛特性,αtrim为配平状态的迎角; 步骤2.4,将配平状态的迎角、航迹倾角及对应的升降舵偏代入所述平衡方程组的第二式,得到配平空速,为: 式中,Va,trim为配平空速,θtrim为配平状态俯仰角,ρ为空气密度,m为无人机质量,g为重力加速度,CD,trim为配平状态阻力系数,CL,trim为配平状态升力系数; 步骤2.5,将配平状态的迎角、航迹倾角及对应的升降舵偏、配平空速代入所述平衡方程组的第一式,得到配平推力,为: 式中,Ttrim为配平推力; 步骤3,以迎角为横轴、航迹倾角为纵轴,将配平升降舵偏、配平空速和配平推力以等高线分布的形式表示,得到全状态配平等高线分布图; 步骤4,在全状态配平等高线分布图中引入飞行器性能约束和控制约束条件,得到无人机的可控域; 步骤5,在可控域内选择无人机期望的工作点,计算该期望工作点邻域内速度、迎角变化趋势,得到速度迎角相图,并通过速度迎角相图判断该期望工作点的稳定性。
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