[發(fā)明專利]一種臨近空間浮空器風場自適應調整裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114556.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106773740B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 趙磊
• 申請（專利權）人: 北京天恒長鷹科技股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京辰權知識產(chǎn)權代理有限公司 11619
• 代理人: 董李欣

1.一種臨近空間浮空器風場自適應調整裝置，其特征在于，所述裝置包括：

風向測量模塊(1)，其安裝于浮空器本體上，用于測量來流方向與浮空器機體朝向間的角度差值，并且輸出該角度差值；

飛控計算機(2)，其與風向測量模塊(1)通信，用于接收所述角度差值，根據(jù)該角度差值計算浮空器迎著風向航行所需的作動控制數(shù)據(jù)，并且輸出該作動控制數(shù)據(jù)；

作動機構(3)，其安裝于浮空器本體上且與飛控計算機(2)通信，用于接收作動控制數(shù)據(jù)，并且根據(jù)作動控制數(shù)據(jù)來控制自身，使浮空器的航向偏轉一定的角度，從而完成浮空器迎著風向航行的自適應調整；

風向測量模塊(1)包括安裝支架(101)、連接桿(102)、上軸承(103)、下軸承(104)、風標(106)、角位移傳感器(105)，其中，

安裝支架(101)用于連接風標(106)與浮空器本體，安裝支架(101)上留有軸承套，用以固定上軸承(103)與下軸承(104)，其上還留有角位移傳感器(105)的安裝座，用以固定角位移傳感器(105)，使得完成連接之后的上軸承(103)和下軸承(104)的軸線與角位移傳感器(105)的安裝座的軸線重合或平行，安裝支架(101)還與浮空器航向測量裝置、作動機構(3)保持剛性連接，用于保證三者間不會出現(xiàn)相對角位移；

連接桿(102)用于集成上軸承(103)、下軸承(104)、角位移傳感器(105)與風標(106)；

風標(106)與連接桿(102)固連,用于根據(jù)風向轉動帶動連接桿(102)；

角位移傳感器(105)用于測量風標(106)所轉過的角度，角位移傳感器(105)的轉子與連接桿(102)固連，使得風標(106)帶動連接桿(102)的旋轉位移傳遞到所述轉子上，所述轉子帶動與之連接的電子元件，輸出與旋轉位移成比例的電壓或電流信號作為所述角度差值。

2.根據(jù)權利要求1所述的自適應調整裝置，其特征在于，飛控計算機(2)包括濾波子模塊和分段PID子模塊，用于實現(xiàn)根據(jù)所述角度差值計算浮空器迎著風向航行所需的作動控制數(shù)據(jù)，其中：

濾波子模塊用于對所述角度差值進行濾波以獲取濾波后的角度差值；

分段PID子模塊用于對該濾波后的角度差值應用分段PID控制算法以獲取作動控制數(shù)據(jù)。

3.一種臨近空間浮空器風場自適應調整方法，其特征在于，所述方法采用權利要求1或2所述的自適應調整裝置來實現(xiàn)，所述方法包括：

風向測量模塊(1)測量來流方向與浮空器機體朝向間的角度差值，并且輸出該角度差值；

飛控計算機(2)接收所述角度差值，根據(jù)該角度差值計算浮空器迎著風向航行所需的作動控制數(shù)據(jù)，并且輸出該作動控制數(shù)據(jù)；

作動機構(3)接收作動控制數(shù)據(jù)，并且根據(jù)作動控制數(shù)據(jù)來控制自身，使浮空器的航向偏轉一定的角度，從而完成浮空器迎著風向航行的自適應調整。

4.根據(jù)權利要求3所述的自適應調整方法，其特征在于，飛控計算機(2)根據(jù)所述角度差值計算浮空器迎著風向航行所需的作動控制數(shù)據(jù)包括以下步驟：

對所述角度差值進行濾波以獲取濾波后的角度差值；

對該濾波后的角度差值應用分段PID控制算法以獲取作動控制數(shù)據(jù)。