[发明专利]无人蝶形飞行器五档模糊高度控制方法

说明书

本发明公开了一种基于IPV6信息的蝶形飞行器五档模糊高度控制方法，通过IPV6网络接受外部设备发送的期望高度操纵信号，由蝶形飞行器上高度表测量实时飞行高度，并与期望高度比较得到高度误差信号。根据仿人智能控制与模糊控制的思想，把不同高度误差分成五类情况，由蝶形飞行器上飞行控制计算机在基于当前姿态信息的基础上，给出相应的姿态角期望信号。最后通过蝶形飞行器的姿态稳定控制器对期望的姿态角进行跟踪，从而实现对期望高度的遥控跟踪。本发明所提供方法在高度指令生成过程中仅需测量蝶形飞行器的高度，而无需测量蝶形飞行器的任何其它信息，因此较之传统高度PID控制器对高度微分信号的测量来说，具有方案简单易用实现的优点。

技术领域

本发明属于飞行器控制领域，尤其涉及一种无人蝶形飞行器五档模糊高度控制方法。

背景技术

蝶形飞行器是一种新颖独特的飞行器，近年来引起了各国飞行器研究者的热切关注。目前蝶形飞行器主要集中于低速飞行的控制研究，如飞行速度在80米每秒至160米每秒之间，同时其飞行姿态稳定控制与常规飞行器有所不同，而在保持姿态稳定之后的高度控制，一般采用高度误差PID控制算法转化成俯仰姿态角信号的控制方法，通过对该俯仰姿态角进行跟踪实现给定高度的定高飞行。但该方法对不同初始的高度误差很难具有较好的鲁棒性，一般需要采用多套参数切换。

发明内容

本发明提供一种无人蝶形飞行器五档模糊高度控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于IPV6信息的蝶形飞行器五档模糊高度控制方法，按照以下步骤进行：

步骤一，设定蝶形飞行器的期望飞行高度并测量蝶形飞行器的实际飞行高度；

步骤二，计算期望飞行高度与实际飞行高度的高度误差，根据高度误差的大小构建第一高度误差情况并根据第一高度误差情况生成第一俯仰姿态角信号以及第二俯仰姿态角信号；

步骤三，根据高度误差的大小构建第二高度误差情况并根据第二高度误差情况生成第三俯仰姿态角信号以及第四俯仰姿态角信号；

步骤四，根据高度误差的大小构建高度误差的模糊概念，构建期望姿态角叠加量的模糊概念；并根据高度误差的模糊概念以及期望姿态角叠加量的模糊概念构建模糊规则以及模糊规则系统；

步骤五，根据模糊规则系统生成第五俯仰姿态角信号以及第六俯仰姿态角信号；

步骤六，根据模糊规则系统生成第七俯仰姿态角信号以及第八俯仰姿态角信号；

步骤七，根据模糊规则系统生成第九俯仰姿态角信号以及第十俯仰姿态角信号；

步骤八，测量蝶形飞行器的当前俯仰姿态角，并将当前俯仰姿态角与步骤二、步骤三以及步骤五至步骤八中得到的各俯仰姿态角信号进行比较；根据比较结果对蝶形飞行器的飞行状态进行调整以使当前俯仰姿态角与各所述俯仰姿态角信号相同。

进一步的，所述步骤一包括：

通过外部设备设定蝶形飞行器的期望高度为h_d，并通过IPV6网络将期望高度为h_d发送给蝶形飞行器，并通过高度表测量蝶形飞行器的实时飞行高度h。

进一步的，所述步骤二包括：

首先，根据期望飞行高度h_d以及实时飞行高度h计算期望飞行高度h_d与实时飞行高度h之间的高度误差e；其中，e＝h_d-h；

其次，根据高度误差e的大小构建第一高度误差情况；其中，当高度误差e1000时，为正特大高度误差情况；当高度误差e-1000时，为负特大高度误差情况；