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申请/专利权人：长春长光博翔无人机有限公司

摘要：本发明提供一种无人机在垂直起降过程中抗侧风扰动方法，包括如下步骤：S1、控制无人机悬停；S2、通过GPS测量地面速度矢量与无人机飞行姿态的方向余弦阵对风速矢量估计值进行计算；S3、计算风速矢量估计值与y轴之间的夹角；S4、控制无人机偏航，当时，则表明无人机的侧面处于迎风面，无人机正常进行垂直起降运动。本发明通过风矢量与无人机机头方向的夹角去控制无人机偏航运动，从而使无人机侧面迎着风向，极大程度减小了无人机的迎风面积，使侧风对无人机的影响最小。

主权项：1.一种无人机在垂直起降过程中抗侧风扰动方法，无人机包括机翼（1）、副翼（2）、螺旋桨（6）和机体（7），两组所述机翼（1）的一端分别固定连接在所述机体（7）的两侧，所述螺旋桨（6）和所述副翼（2）分别固定在所述机翼（1）上；建立机体系，设所述机体系的原点为所述无人机的质心，无人机的对称轴所在的平面穿过质心并平行于所述机体，所述机体系的x轴在对称平面内并指向机头，所述机体系的y轴垂直于所述对称平面，所述机体系的z轴在所述对称平面内，与x轴垂直并指向所述机体下方；建立惯性系，设所述惯性系的原点为无人机飞行航线的起飞点，所述惯性系的xe轴在水平面内指向北方，所述惯性系的ze垂直于地面并指向地心，所述惯性系的ye在水平面内垂直于xe轴；其特征在于，包括如下步骤：S1、控制所述无人机悬停；S2、通过GPS测量地面速度矢量与无人机飞行姿态的方向余弦阵对风速矢量估计值进行计算；S3、计算所述风速矢量估计值与y轴之间的夹角，风速矢量估计值通过方向余弦阵在机体系中表示为： （12）式中，eW为所述风速矢量估计值；bW为所述风速矢量估计值通过方向余弦阵在机体系中的表示；为由惯性系旋转到机体系的方向余弦阵；y轴表示为，则y轴与风速矢量估计值的夹角为： （13）式中，W=[bWxbWybWz]T，bWx为风速矢量估计值通过方向余弦阵在x轴中的表示；bWy为风速矢量估计值通过方向余弦阵在y轴中的表示；bWz为风速矢量估计值通过方向余弦阵在z轴中的表示；S4、控制无人机偏航，当时，则表明无人机的侧面处于迎风面，无人机正常进行垂直起降运动；步骤S2具体包括：S21、所述地面速度矢量为在惯性系下表示的空速矢量和在惯性系下的风速矢量之和，表示为：Ve=eVa+eW（1）在预定时间内测量两次地面速度矢量与空速矢量并做差，可得出风速矢量估计值表示式，表示为： （2）S22、计算地面速度矢量与空速矢量，将计算后的结果带入到式（2）中，得到风速矢量估计值；步骤S22具体包括：S221、计算空速矢量，所述空速矢量在惯性坐标系下的表示： （3）式中，为空速的大小；为由机体系旋转到惯性系的方向余弦阵，表示机体系到惯性系的旋转矩阵；所述空速矢量表示为： （4）进一步表示为： （5）式中，为方向余弦阵的第一列或者机体系轴的单位矢量在惯性坐标系下的表示；为待消除的偏航误差；对两次空速矢量和地面速度矢量做差，可以得到： （6）将（5）带入（6）得到： （7）对方程（7）两边同时取模运算，得出空速矢量： （8）S222、计算待消除的偏航误差，由（7）和（8）可以得到： （9）由（9）计算出偏航误差： （10）将式（7）、（8）、（10）带入式（2），计算出所述风速矢量估计值： （11）。

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