系留熱氣飛艇自動控制方法技術

一種系留熱氣飛艇自動控制方法，包括：1）設定系留熱氣飛艇的囊內溫度門限值、初始加熱時間t1、加熱時間間隔、預定高度值h1和目標溫度值T1；2）判斷系留熱氣飛艇的囊內溫度T2是否超過溫度門限值，如超過則關閉加熱器并發出報警信號，未超過則進入后續步驟；3）判斷加熱器的一個加熱周期是否結束，如未結束，則返回其他任務，結束則進入后續步驟；4）判斷系留熱氣飛艇的高度差△h是否在±100以內，高度差△h=h2－h1，h2為系留熱氣飛艇的實際高度，如果高度差△h在±100以內則進入后續步驟，如超過±100則改變加熱器的加熱時間t=t1－x1*△h/50，并重復步驟2）~4）；5）計算系留熱氣飛艇的囊內溫度差值△T=T2－T1，改變加熱器的加熱時間t=t1－x2*?△T/5?，并重復步驟2）~5）。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于浮空器領域，具體地指一種用于高度控制的。
技術介紹
目前，在浮空器領域，自主導航飛行控制在自由飛氦氣飛艇的應用上較為廣泛和全面，且發展程度比較深，而在熱氣球及熱氣飛艇等依靠熱空氣提供升力的飛行器上面，自主導航飛行控制的研究和應用仍處于空白。同時，同為系留飛行器的系留氦氣飛艇由于能夠始終保持充足的凈升力，除在收放階段需要人工控制外，其在留空過程中無需對飛行實施控制，只需時刻保持對飛艇各項狀態的監測即可，與系留熱氣飛艇具有很大區分。一方面，自由飛氦氣飛艇一般具有可變尾翼，和多數的固定翼飛行器一樣，可以通 過調節翼面狀態進行飛行高度及方向的控制，而系留熱氣飛艇的尾翼是固定形狀的氣囊，起的是對風的方向調節作用，因此系留熱氣飛艇在飛行控制上主要是依靠對加熱器的操作達到對飛行高度的控制。控制加熱器的操作方式即控制其單次加熱時間和兩次加熱的間隔時間，目前存在基準加熱頻率不確定和飛行控制響應慢等難點。另一方面，由于系留熱氣飛艇的飛行高度上限已經由系留纜繩限定，這與自由飛氦氣飛艇完全不同。所以很難借鑒自由飛氦氣飛艇的控制方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題就是提供一種，能夠實現系留熱氣飛艇飛行高度的自動閉環控制，在保持系留熱氣飛艇具備充足熱氣升力的前提下，避免加熱器過快或過長的加熱導致燃料的浪費或囊內溫度過高造成事故。為解決上述技術問題，本專利技術提供的一種，包括如下步驟 1)設定系留熱氣飛艇的囊內溫度門限值、初始加熱時間^、加熱時間間隔、預定高度值hi和目標溫度值T1 ； 2)判斷系留熱氣飛艇的囊內溫度T2是否超過溫度門限值，如超過，則關閉加熱器并發出報警信號，未超過溫度門限值則進入后續步驟； 3)判斷加熱器的一個加熱周期是否結束，如未結束，則返回其他任務，結束則進入后續步驟，所述一個加熱周期為持續一次加熱和一次加熱時間間隔； 4)判斷系留熱氣飛艇的高度差Ah是否在±100以內，高度差Λh=h2為系留熱氣飛艇的實際高度，如果高度差Λ h在± 100以內，則進入后續步驟，如果高度差Λ h超過±100范圍，則改變加熱器的加熱時間t=ti — X1* Ah/50，并重復步驟2) 4)； 5)計算系留熱氣飛艇的囊內溫度差值ΛT=T2 - T1改變加熱器的加熱時間t=A -χ2* Δ T/5，并重復步驟2) 5)。上述技術方案的所述步驟I)中，囊內溫度門限值為120°C。上述技術方案的所述步驟I)中，初始加熱時間&為2 8s。上述技術方案的所述步驟I)中，目標溫度值T1為環境溫度+80°C，且不超過囊內溫度門限值。上述技術方案的所述步驟2)中，采集系留熱氣飛艇的囊內多處溫度值取平均值，作為系留熱氣飛艇的囊內溫度T2。上述技術方案的所述步驟4)中，七取廣2。上述技術方案的所述步驟5)中，&取廣2。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于能夠通過人工設定基準參數和結合傳感器測得的與加熱器動作有關的狀態參數進行自動計算和處理，對加熱器的加熱時間進行修改，實現成對加熱器的控制，實現了系留熱氣飛艇飛行高度的自動閉環控制，在保持系留熱氣飛艇具備充足熱氣升力的前提下，避免了加熱器過快或過長的加熱導致燃料的浪費或囊內溫度過高造成事故。附圖說明圖1為本專利技術一個實施例的方法流程圖。圖2為圖1方法中一種溫度傳感器的布置方式示意圖。圖中1 5—溫度傳感器。具體實施例方式以下結合附圖和某系留熱氣飛艇的一次飛行對本專利技術的具體實施例及原理作進一步的詳細描述。I)如圖1所示，該實施例中，進入加熱程序后，由于系留熱氣飛艇受加熱燃料的限制，飛行時間為數小時，所以每次留空飛行在切換至自控模式前，由操作人員遙控系留熱氣飛艇，經過數分鐘的留空飛行后確定基準參數，包括囊內溫度門限值、初始加熱時間&、力口熱時間間隔、預定高度值h和目標溫度值T1。本實施例中，設定的溫度門限值為120°C，初始的每次加熱時間h設定為4s，加熱時間間隔為8s，預定高度值Ill根據飛行需要設定，目標溫度值T1則取環境溫度+80°C，且不超過120°C。上述參數中，由于加熱時間&和目標溫度值T1受環境溫度、風速、氣流等氣象環境的影響比較大，所以是自動控制中主要考慮和調節的因素； 2)飛行過程中，系留熱氣飛艇的囊內溫度不能超過溫度門限值120°C，該值是根據多次飛行試驗數據及艇囊材料安全溫度范圍確定的，對熱氣飛艇的安全飛行至關重要。所以需判斷系留熱氣飛艇的囊內溫度T2是否超過溫度門限值，如超過，則關閉加熱器并發出報警信號，未超過溫度門限值則進入后續步驟。如圖2所示，為確保囊內溫度T2的準確取值，在艇囊上設有多個溫度傳感器廣5，將采集到的多處溫度值做中間值(舍棄最高和最低值)平均處理，作為系留熱氣飛艇的囊內溫度T2 ； 3)為保證加熱器操作控制不出現混亂，自控系統必須在執行完一個完整的加熱周期(持續一次加熱和一次加熱時間間隔)后方能根據改變后的加熱參數進入下一加熱周期，故需判斷加熱器的一個加熱周期是否結束，如未結束，則返回其他任務，結束則進入后續步驟；4)判斷系留熱氣飛艇的高度差Ah是否在±100以內，高度差Ah=h2為系留熱氣飛艇的實際高度，如果高度差Λ h在± 100以內，則進入后續步驟，如果高度差Λ h超過±100范圍，則改變加熱器的加熱時間t= - X1* Ah/50，此處X1取I，并重復步驟2) 4); 5)計算系留熱氣飛艇的囊內溫度差值ΛT=T2 - T1,改變加熱器的加熱時間t=h -χ2* Δ T/5，并重復步驟2)飛)，實現對系留熱氣飛艇飛行高度的自動控制。本專利技術的核心在于確定了僅對系留熱氣飛艇加熱器的加熱時間進行修改即可便于實現其高度的控制，并通過設定人工設定基準參數、結合測得的與加熱器動作有關的狀態參數進行自動計算和處理，對加熱器的加熱時間進行修改，實現成對加熱器的控制，進而實現了系留熱氣飛艇飛行高度的自動閉環控制，所以其保護范圍并不限于上述實施例。顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變形而不脫離本專利技術的范圍和精神，例如各基準參數的設定不限于實施例中的具體取值，而可根據實際情況在一定范圍內進 行調整等。倘若這些改動和變形屬于本專利技術權利要求及其等同技術的范圍內，則本專利技術也意圖包含這些改動和變形在內。權利要求1.一種，其特征在于，它包括如下步驟1)設定系留熱氣飛艇的囊內溫度門限值、初始加熱時間^、加熱時間間隔、預定高度值 hi和目標溫度值T1 ；2)判斷系留熱氣飛艇的囊內溫度T2是否超過溫度門限值，如超過，則關閉加熱器并發出報警信號，未超過溫度門限值則進入后續步驟；3)判斷加熱器的一個加熱周期是否結束，如未結束，則返回其他任務，結束則進入后續步驟，所述一個加熱周期為持續一次加熱和一次加熱時間間隔；4)判斷系留熱氣飛艇的高度差Ah是否在±100以內，高度差Ah=h2為系留熱氣飛艇的實際高度，如果高度差Λ h在± 100以內，則進入后續步驟，如果高度差Λ h超過±100范圍，則改變加熱器的加熱時間t= - X1* Ah/50，并重復步驟2) 4)；5)計算系留熱氣飛艇的囊內溫度差值ΛT=T2 - T1,改變加熱器的加熱時間t=h -χ2* Δ T/5 ，并重復步驟2 ) 5 )。2.根據權利要求1所述的，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種系留熱氣飛艇自動控制方法，其特征在于，它包括如下步驟：1）設定系留熱氣飛艇的囊內溫度門限值、初始加熱時間t1、加熱時間間隔、預定高度值h1和目標溫度值T1；2）判斷系留熱氣飛艇的囊內溫度T2是否超過溫度門限值，如超過，則關閉加熱器并發出報警信號，未超過溫度門限值則進入后續步驟；3）判斷加熱器的一個加熱周期是否結束，如未結束，則返回其他任務，結束則進入后續步驟，所述一個加熱周期為持續一次加熱和一次加熱時間間隔；4）判斷系留熱氣飛艇的高度差△h是否在±100以內，高度差△h=?h2－h1，h2為系留熱氣飛艇的實際高度，如果高度差△h在±100以內，則進入后續步驟，如果高度差△h超過±100范圍，則改變加熱器的加熱時間t=?t1－x1*△h/50，并重復步驟2）~4）；5）計算系留熱氣飛艇的囊內溫度差值△T=T2－T1，改變加熱器的加熱時間t=t1－x2*?△T/5?，并重復步驟2）~5）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：田入東，郭海軍，陳勇，馬啟明，
申請(專利權)人：航宇救生裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：