电动垂直起降飞行器建模与辨识

📚 共计 30 章节

eVTOL概述与发展现状

定义、分类、发展历程、典型机型介绍

空气动力学基础

升力、阻力、力矩、翼型、旋翼空气动力学

坐标系与运动学

地轴系、体轴系、欧拉角、四元数、坐标变换

刚体动力学建模

牛顿-欧拉方程、六自由度运动方程、力和力矩分析

动力学建模

旋翼动力学建模

旋翼拉力、扭矩、挥舞动力学、入流模型

固定翼气动建模

升力系数、阻力系数、力矩系数、气动导数

固定翼系数

过渡飞行模式建模

从垂直起飞到平飞的过渡走廊、气动干扰

执行机构建模

电机、舵机、螺旋桨、响应特性、延时模型

执行器延时

传感器建模

IMU、GPS、空速计、气压计、磁力计、噪声模型

传感器噪声

风场与大气环境建模

风切变、阵风、湍流模型、大气密度模型

线性化理论与方法

小扰动假设、雅可比矩阵、平衡点配平

线性化配平

状态空间模型

状态方程、输出方程、能控性与能观性

状态空间能控

传递函数模型

拉普拉斯变换、极点、零点、频率响应

传递函数频域

频域辨识方法

扫频信号设计、频率响应估计、相干函数

时域辨识方法

最小二乘法、递推最小二乘、极大似然估计

时域最小二乘

子空间辨识方法

N4SID、MOESP、CVA算法原理与应用

子空间算法

神经网络辨识

非线性系统辨识、NARX模型、LSTM应用

神经网络LSTM

飞行动力学仿真

MATLAB/Simulink仿真环境搭建、模型集成

飞行试验设计

试飞科目、激励信号设计、数据采集系统

数据预处理

去野值、滤波、重采样、时间对齐、坐标变换

预处理滤波

模型验证与确认

交叉验证、残差分析、预测误差评估

旋翼机悬停模型辨识

悬停状态模型结构、参数辨识实例

前飞巡航模型辨识

巡航状态模型结构、参数辨识实例

过渡段模型辨识

时变模型、分段线性化、切换模型

风洞实验与辨识

风洞数据采集、气动导数辨识、修正方法

风洞气动导数

模型降阶方法

平衡截断、模态截断、Hankel范数降阶

不确定性建模

参数不确定性、结构不确定性、鲁棒性分析

不确定性鲁棒

模型在飞控设计中的应用

基于模型的设计、增益调度、LQR

适航与认证中的模型要求

DO-331、模型验证、文档规范

前沿趋势与挑战

数字孪生、AI融合、实时辨识、云仿真

前沿数字孪生