一种小型无人直升机动力学模型参数辨识方法  

A parameter identification method for dynamic model of a small unmanned helicopter

作　　者：周健[1] 王耿[2] 洪良[1] ZHOU Jian;WANG Geng;HONG Liang(School of Electronics and Information,Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China;Unmanned System Research Institute,NWPU,Xi’an 710072,China)

机构地区：[1]西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048 [2]西北工业大学无人系统技术研究院,陕西西安710072

出　　处：《飞行力学》2019年第6期89-96,共8页Flight Dynamics

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划面上项目(2018JM6089);陕西省教育厅自然科学基金资助(17JK0345);西安工程大学博士科研启动基金资助(BS1415)

摘　　要：针对具有复杂动力学特性的小型无人直升机系统,提出了一种系统动力学建模方法。该方法通过机理建模确定小型无人直升机角动态模型结构,采用线性调频Z变换加窗函数的方法对频谱分析频带进行细化和幅值谱修正,设计了一种基于不同宽度窗函数的组合窗算法,减小了飞行试验数据频谱分析时随机误差对频谱估计的影响,最终利用偏相干分析的频域辨识方法得到待辨识的动力学模型参数。将所建立的动力学模型与飞行试验数据进行时域交叉验证,验证结果表明,所建模型很好地反映了小型无人直升机的动态特性,具有较高的准确度和适应性。System dynamics modeling method is proposed for small unmanned helicopter systems with complex dynamics characteristics. This method determines the angular dynamic model structure of small unmanned helicopter by using the mechanism modeling, adopts chirp-Z to refine the band of frequency spectrum analysis and correct amplitude spectrum. A combined window algorithm based on window function with different width is designed to lower the influence of errors when analyzing the band data of flight experiments, and it uses frequency domain identification of partial coherence analysis to get the unknown model parameters. The validation of time-domain cross to flight experiments data shows that the model reflects the dynamic features of small unmanned helicopter with high accuracy and adaptation.

关 键 词：小型无人直升机 动力学建模 频域辨识 频谱估计 时域交叉验证 

分 类 号：V212.4[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]