摘要：对含偏心旋转部件的飞行器动力学建模问题进行研究，提出了一种通用计算框架以解决传统质心刚体模型无法处理的时变质心与惯性矩阵变化问题。方法上，通过建立非质心参考点下的飞行动力学方程，推导了旋转部件诱导的惯性力与惯性力矩显式计算公式，并设计了六步仿真流程。仿真结果表明：偏心旋转在旋转轴垂直方向产生周期性惯性力，在机体各轴方向均诱导出交变惯性力矩，导致偏航、俯仰和滚转姿态角出现高频振动；相较于忽略惯性力和惯性力矩的传统模型，该方法成功捕捉了姿态振荡细节。结论表明，该模型有效解决了旋转部件动力耦合效应量化难题，为高精度飞行控制与振动抑制提供了理论工具，尤其对无人机、卫星等含旋转载荷的飞行器设计具有应用价值。
文章目录
1建立在非质心点上的通用飞行动力学方程
2旋转部件诱导的惯性力和惯性力矩
2.1质心相对于机体系的速度和加速度
2.2惯性矩阵的变化率
2.3旋转部件的相对角动量与相对导数
3仿真与分析
3.1飞机气动与动力模型
3.1.1螺旋桨的功率和拉力
3.1.2滚转力矩
3.1.3俯仰力矩
3.1.4偏转力矩
3.1.5阻力系数
3.1.6侧力系数
3.1.7升力系数
3.2仿真流程
3.3仿真结果
4结论
