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摘要：本发明提供一种全驱动倾旋翼一体式飞枪模型及反步控制方法，旨在解决现有欠驱动一体式飞枪无法带俯仰角悬停射击和移动射击过程中火控策略复杂的问题，以及过驱动无人机控制分配方法复杂的问题。本发明包括如下步骤：四旋翼各增加两个倾转自由度，建立机翼、机体、大地坐标系，确立转换关系；构建全驱动倾旋翼一体式飞枪线运动和角运动的动力学模型；基于模型设计反步控制器，明确虚拟控制输出；建立虚拟控制输出到执行机构输出的映射关系。本发明提供一种全驱动倾旋翼一体式飞枪设计方案，实现了位移和姿态的解耦控制，可完成即查即打的悬停射击及跟随射击，能有效简化控制分配方法，满足武器快速、准确射击的技术要求。

主权项：1.一种全驱动倾旋翼一体式飞枪模型的反步控制方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，四旋翼各增加两个倾转自由度，分别控制旋翼进行俯仰向和滚转向的倾转，不同旋翼同一自由度的倾转角相同，建立机翼、机体、大地坐标系，确立转换关系；步骤2，构建全驱动倾旋翼一体式飞枪线运动和角运动的动力学模型；步骤3，基于全驱动倾旋翼一体式飞枪线运动和角运动的动力学模型设计反步控制器，明确虚拟控制输出；虚拟控制输出包括升力和虚拟控制力矩；步骤4，建立虚拟控制输出到执行机构输出的映射关系；其中执行机构输出包括旋翼倾转角度和旋翼转速；四旋翼各增加两个倾转自由度，分别控制旋翼进行俯仰向和滚转向的倾转，不同旋翼同一自由度的倾转角相同，建立机翼、机体、大地坐标系，确立转换关系，包括：建立如下坐标系：机翼坐标系Cwi:{Owi；Xwi；Ywi；Zwi}i＝1,2,3,4、机体坐标系Cb:{Ob；Xb；Yb；Zb}和大地坐标系Ce:{Oe；Xe；Ye；Ze}，初始状态下，机体坐标系和大地坐标系重合；设定Ryθ、Rzψ分别代表右手坐标系绕x、y、z轴旋转θ、ψ度的旋转矩阵，规定逆时针为正；由机体坐标系Cb旋转至和大地坐标系Ce平行的旋转矩阵为： 上式中为飞枪滚转角，θ为飞枪俯仰角，ψ为飞枪偏航角，s·表示sin·，c·表示cos·，·指代任意角度；规定Rxβ、Ryα分别代表右手坐标系绕x、y轴旋转β、α度的旋转矩阵；若四个旋翼同时产生α度俯仰向倾转和β度的滚转向倾转，则由机翼坐标系Cwi旋转至和机体坐标系Cb平行的旋转矩阵为： 步骤2，构建全驱动倾旋翼一体式飞枪线运动和角运动的动力学模型，包括：步骤2-1，旋翼旋转产生的升力在旋翼坐标系中与OwiZwi轴方向一致，垂直于旋翼面向外；若四个旋翼同时产生α度俯仰向倾转和β度的滚转向倾转，则飞枪在机体坐标系下所受的总升力作用为： 式中，FTx、FTy、FTz分别是机体坐标系下总升力FT在x、y、z轴上的分量，i＝1,2,3,4，分别是四个旋翼坐标系下的升力，CT为升力系数，wi为各旋翼的转速；将机体坐标系下的总升力FT转换至大地坐标系下，根据机体坐标系下的总升力以及重力，则飞枪在大地坐标系下所受合力为： 式中Fe是大地坐标系下的总升力，m是飞枪质量，g是本地重力加速度；步骤2-2，旋翼旋转产生的升力相对于机体中心产生力矩，将升力转化至机体坐标系后，机体坐标系下升力产生的力矩如下： 式中，Mtx、Mty、Mtz是Mt在x、y、z轴上的分量，力臂分别为： dx表示旋翼中心到机体坐标系Yb轴的距离，dy表示旋翼中心到机体坐标系Xb轴的距离；步骤2-3，旋翼旋转产生的反扭力矩在机体坐标系下如下： 式中，Mqx、Mqy、Mqz是Mq在x、y、z轴上的分量，分别是四个旋翼坐标系下的反扭力矩，CM为反扭力矩系数；步骤2-4，旋翼高速旋转产生的陀螺力矩在机体坐标系下如下： 式中，Mgx、Mgy、Mgz是Mg在x、y、z轴上的分量，Ω＝[pqr]T为飞枪机体角速度，Jp是电机转子和旋翼转动的转动惯量之和；步骤2-5，根据牛顿-欧拉方程得： 其中Mk＝[MkxMkyMkz]T＝[qrJz-JyprJx-JzpqJy-Jx]T为科氏、向心力矩阵，Mkx、Mky、Mkz是Mk在x、y、z轴上的分量，N＝diag[mmmJxJyJz]为惯性矩阵，Jx、Jy、Jz是飞枪绕三轴旋转的转动惯量，为飞枪线速度；在小扰动情况下，姿态角变换较小，飞枪姿态角速度和机体角速度相等，即故大地坐标系下飞枪的模型如下： 其中

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