[发明专利]系留热气飞艇自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于浮空器领域，具体地指一种用于高度控制的系留热气飞艇自动控制方法。 

背景技术

目前，在浮空器领域，自主导航飞行控制在自由飞氦气飞艇的应用上较为广泛和全面，且发展程度比较深，而在热气球及热气飞艇等依靠热空气提供升力的飞行器上面，自主导航飞行控制的研究和应用仍处于空白。同时，同为系留飞行器的系留氦气飞艇由于能够始终保持充足的净升力，除在收放阶段需要人工控制外，其在留空过程中无需对飞行实施控制，只需时刻保持对飞艇各项状态的监测即可，与系留热气飞艇具有很大区分。 

一方面，自由飞氦气飞艇一般具有可变尾翼，和多数的固定翼飞行器一样，可以通过调节翼面状态进行飞行高度及方向的控制，而系留热气飞艇的尾翼是固定形状的气囊，起的是对风的方向调节作用，因此系留热气飞艇在飞行控制上主要是依靠对加热器的操作达到对飞行高度的控制。控制加热器的操作方式即控制其单次加热时间和两次加热的间隔时间，目前存在基准加热频率不确定和飞行控制响应慢等难点。另一方面，由于系留热气飞艇的飞行高度上限已经由系留缆绳限定，这与自由飞氦气飞艇完全不同。所以很难借鉴自由飞氦气飞艇的控制方法。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种系留热气飞艇自动控制方法，能够实现系留热气飞艇飞行高度的自动闭环控制，在保持系留热气飞艇具备充足热气升力的前提下，避免加热器过快或过长的加热导致燃料的浪费或囊内温度过高造成事故。 

为解决上述技术问题，本发明提供的一种系留热气飞艇自动控制方法，包括如下步骤： 

1）设定系留热气飞艇的囊内温度门限值、初始加热时间t₁、加热时间间隔、预定高度值h₁和目标温度值T₁；

2）判断系留热气飞艇的囊内温度T₂是否超过温度门限值，如超过，则关闭加热器并发出报警信号，未超过温度门限值则进入后续步骤；

3）判断加热器的一个加热周期是否结束，如未结束，则返回其他任务，结束则进入后续步骤，所述一个加热周期为持续一次加热和一次加热时间间隔；

4）判断系留热气飞艇的高度差△h是否在±100以内，高度差△h=h₂－h₁，h₂为系留热气飞艇的实际高度，如果高度差△h在±100以内，则进入后续步骤，如果高度差△h超过±100范围，则改变加热器的加热时间t=t₁－x_1*△h/50，并重复步骤2）~4）；

5）计算系留热气飞艇的囊内温度差值△T=T₂－T₁改变加热器的加热时间t=t₁－x₂*△T/5，并重复步骤2）~5）。

上述技术方案的所述步骤1）中，囊内温度门限值为120℃。 

上述技术方案的所述步骤1）中，初始加热时间t₁为2~8s。 

上述技术方案的所述步骤1）中，目标温度值T₁为环境温度+80℃，且不超过囊内温度门限值。 

上述技术方案的所述步骤2）中，采集系留热气飞艇的囊内多处温度值取平均值，作为系留热气飞艇的囊内温度T₂。 

上述技术方案的所述步骤4）中，x₁取1~2。 

上述技术方案的所述步骤5）中，x₂取1~2。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够通过人工设定基准参数和结合传感器测得的与加热器动作有关的状态参数进行自动计算和处理，对加热器的加热时间进行修改，实现成对加热器的控制，实现了系留热气飞艇飞行高度的自动闭环控制，在保持系留热气飞艇具备充足热气升力的前提下，避免了加热器过快或过长的加热导致燃料的浪费或囊内温度过高造成事故。 

附图说明

图1为本发明一个实施例的方法流程图。 

图2为图1方法中一种温度传感器的布置方式示意图。 

图中：1~5—温度传感器。 

具体实施方式

以下结合附图和某系留热气飞艇的一次飞行对本发明的具体实施例及原理作进一步的详细描述。