[发明专利]混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法

权利要求书

1.混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法，其特征在于，包括，

第一步，通过实测或仿真模拟得到被测物体的动力学参数和以速度、角速度、攻角或侧滑角为变量得到动力学参数的拟合函数；并在建立坐标系后得到被测物体的运动方程；

第二步，通过被测物体在混合悬浮实验环境中运动，测量得到被测物体当前时刻的测量运动参数；

第三步，通过将第二步中的测量运动参数代入到运动方程中得到其他的未知运动参数，将测量运动参数和得到的未知运动参数代入拟合函数，分别得到阻力系数和阻力矩系数，从而得到阻力和阻力矩；

第四步，根据被测物体的推进器安装和布设方式得到推力分配矩阵，根据推力分配矩阵向每个推进器进行推力分配，使推进器产生相应的推力和推力矩；其中，每个推力器所分派的推力不大于其所能输出推力的极限值，总推力和第三步中得到的阻力大小相等方向相反；

第五步，在设定的时间步长内重复第二步到第四步，使推进器推力和推力矩逐渐接近阻力和阻力矩，完成阻力效应的补偿。

2.根据权利要求1所述的混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法，其特征在于，第二步中，测量运动参数包括姿态角、速度、角速度、加速度和角加速度；姿态角包括俯仰角，滚转角和偏航角。

3.根据权利要求1所述的混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法，其特征在于，第三步中，通过阻力系数和阻力矩系数根据如下表达式分别得到阻力和阻力矩；

被测物体在混合悬浮环境中的阻力表达式为，

物体在混合悬浮环境中沿各轴向的阻力矩表达式分别为，

$M_x=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρSLv}}^2{m}_x,$

$M_y=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρSLv}}^2{m}_y,$

$M_z=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρSLv}}^2{m}_z;$

其中，ρ为液体密度，L为被测物体长度，S为被测物体最大横截面积，v为由第二步测得的物体运动速度，C_x为阻力系数，m_x、m_y、m_z分别为各轴向的阻力矩系数。

4.根据权利要求1所述的混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法，其特征在于，第四步中，推力分配矩阵由如下等式得到，

τ＝LT；

其中，τ是合推力和推力矩，L为推力分配矩阵，T为推进器推力。

5.根据权利要求1所述的混合悬浮环境中的阻力效应补偿方法，其特征在于，第五步中，完成阻力效应补偿时的判断条件如下，

当被测物体不受外力和外力矩作用时，在混合悬浮环境中保持静止或匀速直线运动和匀角速度运动；

或当被测物体受恒定外力作用时，在混合悬浮环境中保持匀加速直线运动；

或当被测物体受恒定外力矩作用时，在混合悬浮环境中保持匀角加速转动运动。