[发明专利]平流层飞艇水平位置控制系统及实现方法

摘要

一种平流层飞艇水平位置控制系统及实现方法，包括水平位置控制模块、重/浮力差选择模块、俯仰控制模块、俯仰控制分配模块、推力速度控制模块和状态测量模块，其中俯仰控制模块根据指令跟踪速度，通过俯仰角控制算法得到俯仰力矩的大小并输出至俯仰控制分配模块，以进行俯仰力矩在前/后副气囊和升降舵间的分配，并输出至飞行器。本发明在热模型的基础上建立了平流层飞艇上升和下降方案，提出使用俯仰角控制飞艇前向速度的方法；在俯仰角控制中采用升降舵和副气囊的变权优化控制策略实现俯仰控制，在速度控制中采用开关分配法将俯仰角与矢量推力复合，有效的利用了飞艇的现有执行机构能力，实现大风场条件下飞艇前向速度控制。本发明适用于平流层飞艇的升降过程水平位置控制。

主权项

一种平流层飞艇水平位置控制系统，其特征在于，包括：水平位置控制模块、重/浮力差选择模块、俯仰控制模块、俯仰控制分配模块、推力速度控制模块和状态测量模块，其中：水平位置控制模块根据当前位置和目标位置的误差，通过水平位置控制算法输出水平速度指令至重/浮力差选择模块，重/浮力差选择模块根据重力和浮力差的绝对值大小，选择俯仰控制模块或者推力速度控制模块进行水平推力的分配，俯仰控制模块根据指令跟踪速度，通过俯仰角控制算法得到俯仰力矩的大小并输出至俯仰控制分配模块，以进行俯仰力矩在前/后副气囊和升降舵间的分配，并输出至飞艇，推力速度控制模块根据指令跟踪速度，通过推力速度控制算法得到水平推力大小，并输出至飞艇，飞艇根据来自俯仰控制模块和推力速度控制模块的实际控制量进行飞行，状态测量模块对飞艇的当前位置和状态检测并反馈输出至水平位置控制模块，从而实现闭环控制。