北京飞安航空科技有限公司顾增辉获国家专利权
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龙图腾网获悉北京飞安航空科技有限公司申请的专利一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121093770B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511207959.7,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法是由顾增辉;王恒;张树辉;姚庆钊;王宇;叶晓丽设计研发完成,并于2025-08-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法在说明书摘要公布了:本发明涉及航空器仿真与数字孪生技术领域,具体涉及一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法,包括以下步骤:S1:实时获取航空器的攻角、侧滑角、燃油量及环境紊流强度;S2:从气动数据库匹配基础升力系数与阻力系数,同时计算航空器的实时质量及转动惯量;S3:求解航空器的理论飞行轨迹,并生成升力‑质量耦合偏差矩阵;S4:计算紊流补偿系数,对S2的基础升力系数进行修正;S5:反向解算升力系数补偿量和质量补偿量;S6:输出航空器的六自由度运动状态。本发明,通过融合环境扰动补偿与轨迹误差反馈校正机制,实现了升力系数、质量及转动惯量的实时修正与联动更新,从而显著提升航空器数字孪生仿真的精度与动态适应能力。
本发明授权一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生的航空器运动仿真方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:实时获取航空器的攻角、侧滑角、燃油质量及环境紊流强度; S2:基于S1的攻角与侧滑角,从气动数据库匹配基础升力系数与基础阻力系数,同时根据燃油质量计算航空器的实时质量及转动惯量;具体包括: S21:将S1中获取的攻角与侧滑角作为输入变量,构建二维索引向量,输入至预设的气动数据库中,输出匹配到的基础升力系数与基础阻力系数; S22:将S1中获取的燃油质量与航空器结构空重进行加和,得到航空器当前的实时质量; S23:基于计算得到的实时质量,结合航空器各部件的质量分布与构型参数,实时估算航空器的转动惯量,计算公式为:,其中,表示航空器的转动惯量,表示第个部件的质量,表示第部件质心到旋转轴的距离,为部件数量; S3:将S2得到的基础升力系数和实时质量输入运动学解算器,求解航空器的理论飞行轨迹,并将理论轨迹与GPS实测轨迹进行比对,生成升力-质量耦合偏差矩阵; S4:当环境紊流强度超过预设阈值时,计算紊流补偿系数,对S2的基础升力系数进行修正;具体包括: S41:获取S1中实时测得的环境紊流强度值,并与预设的紊流强度阈值进行比对,若满足条件,则进入以下的补偿计算流程; S42:根据实际紊流强度与设定阈值之间的相对幅度差,计算当前工况下的紊流扰动影响因子; S43:将扰动因子代入升力系数补偿函数中,计算紊流补偿系数,具体由以下线性关系确定:,其中,为与机型相关的升力系数补偿比例因子; S44:将S2中得到的基础升力系数与补偿系数进行叠加修正,计算得出修正后的升力系数,公式为:; S5:依据S3的升力-质量耦合偏差矩阵,反向解算升力系数补偿量和质量补偿量,并在S4的基础上修正升力系数,同步修正实时质量及转动惯量参数;具体包括: S51:读取S3中生成的升力-质量耦合偏差矩阵; S52:基于所述升力-质量耦合偏差矩阵,采用最小误差拟合方法对轨迹误差残差进行分析,结合时间段内的偏差梯度变化趋势,分别解算出当前飞行状态下的升力系数补偿量与质量补偿量; S53:以S4中已修正的升力系数作为基础值,将S52求得的升力系数补偿量与其进行叠加,生成最终修正后的升力系数; S54:依据S52确定的质量补偿量,对当前质量值进行实时更新,同时将修正后的质量值输入航空器质量-转动惯量映射表中,以更新航空器当前转动惯量参数; S6:将S5修正后的升力系数、实时质量及转动惯量载入数字孪生体,输出航空器的六自由度运动状态。
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