面向高机动飞行的旋翼气动模型构建方法

来源：机器人杂志2024年第4期北京时间：

作者：包一峰, 谷丰, 杜心田, 于利, 何玉庆

摘要：旋翼气动机理复杂、变量耦合严重，如何在线准确估计旋翼气动力是实现旋翼飞行机器人高机动安全自主飞行的关键问题之一。为此，本文提出了一种基于叶素动量理论的集成参数模型构建方法，结合参数集成的思想，将叶素动量模型中的叶素积分式简化为代数式，以提升计算效率并降低参数辨识的复杂度，同时保留旋翼诱导速度为状态变量，避免了近似悬停飞行状态假设，使模型能够适应高速高机动的飞行状态。基于实机机动飞行数据的仿真实验结果表明，该方法构建的模型相较于常见的集成参数模型和仅基于叶素动量理论的模型，整体旋翼气动合力预测误差分别同比降低20%和50%，且与仅基于叶素动量理论的模型相比计算效率提升显著。

关键词：旋翼无人机, 旋翼气动力, 叶素动量理论, 集成参数, 多旋翼无人机