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风场扰动中无人飞行器的运动模型分析目录TOC\o"1-3"\h\u58221.1风场扰动模型的建立 )1.3各种近似条件下运动方程的简化以上建立了全量形式的非线性运动方程，可以用来进行任意飞行条件下无人飞行器运动的数值仿真，以得到无人飞行器运动的时间历程，能反映比较翔实的无人飞行器运动过程。但是由于过于复杂，尽管可以通过数值算法进行求解，但却无法给出一般性的规律。因此，在许多情况下，需要根据实际问题要求，结合固定翼长航时无人飞行器的运动特性和气动特性，对运动方程进行简化，以获得便于分析的方法。1.3.1质点运动方程当假设飞机的力矩在任何时候都能保持平衡，即不考虑飞机的转动运动时，可以把飞机当成质点来考虑，这在分析飞机的飞行性能时是特别有效的。把固定翼无人飞行器视为质点之后，它的运动特性和一般的飞机是没有区别的，因此其质点运动方程与通常所用的常规飞机的运动方程一致。飞机质点运动方程的表达式在文献[113,114]等飞行性能计算方面的文献中都有详述。1.3.2小扰动方程为了既能简化方程又能不失去构形参数起主导作用的影响，可借助小扰动法使非线性方程线性化，使之能用解析法求解。这样既便于揭示飞机构形参数与飞行稳定性和操纵性问题的内在联系，也便于了解飞行控制系统如何控制飞机最有效。1.3.1.1纵向小扰动运动方程组根据小扰动法，可以得到无人飞行器在某一基准运动状态附近的纵向线性运动方程[115,116]，用以下状态方程的形式进行描述[117]。(1.24)式中，纵向状态向量为，为控制向量。以上参数前符号“”表示相应参数在基准运动状态基础上的增量。纵向状态矩阵纵向控制矩阵1.3.1.2横航向小扰动运动方程组根据小扰动假定，基准运动状态为等速直线平飞，因而横航向的初始运动参数如侧滑角、滚转角、偏航角以及横航向姿态角速率均为零，相应操纵舵面保持平衡位置。横航向运动可以用以下状态方程的形式进行描述[117]。

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