(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111331248.2 (22)申请日 2021.11.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113761671 A (43)申请公布日 2021.12.07 (73)专利权人 西安羚控电子科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区团结南 路32号航天科技军民融合创新中心11 层 (72)发明人 刘宇　廖新涛　王文龙　侯利洋　 郭宏选　 (74)专利代理 机构 北京维正专利代理有限公司 11508 代理人 孙中勤 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 112800578 A,2021.0 5.14 CN 112989609 A,2021.0 6.18 CN 103941592 A,2014.07.23 CN 112257151 A,2021.01.2 2 AU 20201043 34 A4,2021.0 3.18 CN 113485443 A,2021.10.08 Jessica Da Costa Siqueira等 .Simplified atmospheric model for UA V simulati on and evaluati on. 《Internati onal Journal of I ntelligent Unman ned System s》 .2017,第6 3-82页. 刘春， 魏辉； .飞机动力学仿真模型误差分析 及调整. 《计算机 仿真》 .2013,第101-104、 246页. 审查员 娄贝贝 (54)发明名称 一种固定翼无人机动力学仿真模型校准方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种固定翼无人机动力学仿 真模型的校准方法及系统， 包括： 当固定翼无人 机开始进行飞行试验时， 识别固定翼无人机的飞 行状态变换过程； 获取固定翼无人机在每个飞行 状态下的试验飞行数据， 在预设的动力学仿真模 型确定每个飞行状态对应的目标子模 型， 调取目 标子模型的仿真数据； 根据试验飞行数据和仿真 数据， 调整目标子模型的仿真参数； 根据调整后 的目标子模型， 得到校准动力学仿真模型。 使动 力学仿真模 型不断地接近真实飞机， 当动力学仿 真模型越接近真实飞机时， 可以在地面模拟开展 相关飞行试验， 从而提高无人机地面飞行试验的 效率， 保障无 人机飞行安全。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 113761671 B 2022.03.22 CN 113761671 B 1.一种固定翼无 人机动力学仿真模型的校准方法， 其特 征在于， 包括： 对固定翼无人机展开飞行试验， 识别所述固定翼无人机飞行状态变换过程中的飞行状 态； 获取所述固定翼无人机在每个飞行状态下的试验飞行数据， 在预设的动力学仿真模型 确定每个飞行状态对应的目标子模型， 调取 所述目标子模型的仿真数据； 根据所述试验飞行 数据和所述仿真数据， 调整所述目标子模型的仿真参数； 根据调整后的所述目标子模型， 得到校准动力学仿真模型； 其中， 所述固定翼无人机飞行状态变换过程中的飞行状态包括升降稳定飞行状态、 定 坡度转弯飞行状态、 起飞状态和地 面滑行状态； 所述根据所述试验飞行 数据和所述仿真数据， 调整所述目标子模型的仿真参数， 包括： 确定所述固定翼无人机飞行状态变换过程中的飞行状态先后 顺序， 所述飞行状态先后 顺序为地面滑行状态、 起飞状态、 升降稳定飞行状态及定坡度转弯飞行状态； 按照所述飞行状态先后顺序， 并结合所述试验飞行数据及所述仿真数据， 调整每一个 飞行状态对应的目标子模型的仿真参数， 所述地面滑行状态的所述试验飞行数据包括摩擦 系数、 地面支撑力和滑行阻力； 所述按照所述飞行状态先后顺序， 并结合所述试验飞行数据及所述仿真数据， 调整每 一个飞行状态对应的目标子模型的仿真参数， 之后还 包括： 当固定翼无人机处于油门空速 闭环控制积分饱和飞行状态时， 调控油门输出， 获取各 个高度下油门的转速、 输出量以及飞行空速； 根据所述各个高度下油门的转速、 输出量以及飞行空速， 调整所述动力学仿真模型的 油门空速闭环控制参数。 2.根据权利要求1所述的一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准方法， 其特征在于， 所述按照所述飞行状态先后顺序， 并结合所述试验飞行数据及所述仿真数据， 调整每一个 飞行状态对应的目标子模型的仿真参数， 包括： 根据所述地面滑行状态的所述试验飞行数据， 及所述地面滑行状态对应的目标子模型 的仿真数据， 调整所述 地面滑行状态对应的目标子模型的仿真参数； 根据所述起飞状态的所述试验飞行数据， 及所述起飞状态对应的目标子模型的仿真数 据， 调整所述 起飞状态对应的目标子模型的仿真参数； 根据所述升降稳定飞行状态的所述试验飞行数据， 及所述升降稳定飞行状态对应的目 标子模型的仿真数据， 调整所述升降稳定飞行状态对应的目标子模型的仿真参数； 根据所述定坡度转弯飞行状态的所述试验飞行数据， 及所述定坡度转弯飞行状态对应 的目标子模型的仿真数据， 调整所述定坡度转弯飞行状态对应的目标子模型的仿真参数。 3.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准方法， 其特征在于， 所述地面滑行状态对应的目标子模型为 地面子模型， 所述根据 所述地面滑行状态的所述试验飞行数据， 及所述地面滑行状态对应的目标子 模型的仿真数据， 调整所述 地面滑行状态对应的目标子模型的仿真参数， 包括： 根据所述摩擦系数、 地面支撑力和滑行阻力， 与所述地面子模型的仿真数据比较， 得到 所述固定翼无 人机的地 面校准偏差； 根据所述 地面校准偏差， 调整所述 地面子模型的仿真参数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113761671 B 24.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准方法， 其特征在于， 所述起飞状态对应的目标子模型为地效子模型， 所述试验飞行数据包括飞机离地速度、 离 地升降舵 舵机反馈值以及俯仰角度值， 所述根据 所述起飞状态的所述试验飞行数据， 及所述起飞状态对应的目标子模型的仿 真数据， 调整所述 起飞状态对应的目标子模型的仿真参数， 包括： 根据所述飞机离地速度、 离地升降舵舵机反馈值以及对应的俯仰角度值， 与所述地效 子模型的仿真数据比较， 得到所述固定翼无 人机的地效校准偏差； 根据所述 地效校准偏差， 调整所述 地效子模型的仿真参数。 5.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准方法， 其特征在于， 所述升降稳定飞行状态对应的目标子模型为升降舵子模型， 所述试验飞行数据包括升降舵 舵机反馈值和俯仰角度值， 所述根据 所述升降稳定飞行状态的所述试验飞行数据， 及所述升降稳定飞行状态对应 的目标子模型 的仿真数据， 调整所述升降稳定飞行状态对应的目标子模型 的仿真参数， 包 括： 根据所述升降舵舵机反馈值和俯仰角度值， 与所述升降舵子模型的仿真数据比较， 得 到所述固定翼无 人机的升降舵纵向校准偏差； 根据所述升降舵纵向校准偏差， 调整所述升降舵子模型的仿真参数。 6.根据权利要求2所述的一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准方法， 其特征在于， 所述定坡度转弯飞行状态对应的目标子模型为副翼子模型， 所述试验飞行数据包括副翼舵 机反馈值和滚转角度值， 所述根据 所述定坡度转弯飞行状态的所述试验飞行数据， 及所述定坡度转弯飞行状态 对应的目标子模型的仿 真数据， 调整 所述定坡度转弯飞行状态对应的目标子模型的仿 真参 数， 包括： 根据所述副翼舵机反馈值和滚转角度值， 与所述副翼子模型的仿真数据比较， 得到所 述固定翼无 人机的副翼横向校准偏差； 根据所述副翼横向校准偏差， 调整所述副翼子模型的仿真参数。 7.一种固定翼无人机动力学仿真模型的校准系统， 其特征在于， 应用于如权利要求1至 6所述的一种固定翼无 人机动力学仿真模型的校准方法中， 包括： 识别模块， 用于对固定翼无人机展开飞行试验， 识别所述固定翼无人机飞行状态变换 过程中的飞行状态； 获取模块， 用于获取所述固定翼无人机在每个飞行状态下的试验飞行数据， 在预设的 动力学仿真模型确定每 个飞行状态对应的目标子模型， 调取 所述目标子模型的仿真数据； 调整模块， 用于根据所述试验飞行数据和所述仿真数据， 调整所述目标子模型的仿真 参数； 校准模块， 用于根据调整后的所述目标子模型， 得到校准动力学仿真模型； 其中， 所述固定翼无人机飞行状态变换过程中的飞行状态包括升降稳定飞行状态、 定 坡度转弯飞行状态、 起飞状态和地 面滑行状态； 所述调整模块， 还用于确定所述固定翼无人机飞行状态变换过程中的飞行状态先后顺 序， 所述飞行状态先后顺序为地面滑行状态、 起 飞状态、 升降稳定飞行状态及定坡度转弯飞权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113761671 B 3