一种浮空器飞行控制系统室内试验平台技术方案

高空浮空器飞行控制试验具有时间长、耗资巨、风险高、飞控技术迭代周期长等缺点。而室外低空浮空器飞行控制试验又具有不可控干扰，无法全天候试验从而无法控制项目周期等缺点。因此为了建立完整浮空器智能控制体系，并结合低空浮空器试验实际工况，设计了一种设备简化、可靠性高、移植性好、利用率高的浮空器飞行控制室内试验平台。缩比浮空器室内飞行控制算法验证平台室内定位设备、机载设备、远程网络与地面站四部分组成。室内定位系统由定位基站与位置解算软件构成，室内定位系统可以精确获取携带有定位标签的浮空器在定位区域内的位置；机载设备由定位标签、无线数传模块、执行机构驱动器与电源构成，可以传输并执行地面发来的控制指令。地面站由控制界面、数据处理模块与人工智能控制算法支持模块构成，在接收到由室内定位设备发来的位置数据后，进行处理解析得到飞控算法需要位置与姿态数据，经飞控算法计算出相应控制量并发送到机载端执行。通过上述设备，可实现控制闭环。同时系统可以通过远程网络技术对地面站软件进行远程控制算法输入与参数注入。

An Indoor Test Platform for Flight Control System of Aerospace Vehicle

The flight control test of high altitude aerostat has the disadvantages of long time, huge cost, high risk and long iteration period of flight control technology. The flight control test of outdoor low-altitude aerostat has the disadvantages of uncontrollable disturbance, unable to test all-weather, and unable to control the project cycle. Therefore, in order to establish a complete intelligent control system of the aerostat and combine with the actual working conditions of the low-altitude aerostat test, an indoor test platform of the aerostat flight control system with simplified equipment, high reliability, good portability and high utilization rate was designed. The indoor flight control arithmetic verification platform of scaled aerostat consists of four parts: indoor positioning equipment, airborne equipment, remote network and ground station. Indoor positioning system is composed of positioning base station and position calculation software. Indoor positioning system can accurately obtain the position of the floater with positioning label in the positioning area. Airborne equipment is composed of positioning label, wireless data transmission module, actuator driver and power supply, which can transmit and execute control instructions sent from the ground. Ground station is composed of control interface, data processing module and artificial intelligence control algorithm support module. After receiving the position data from indoor positioning equipment, the position and attitude data needed by the flight control algorithm are processed and analyzed. The corresponding control quantity is calculated by the flight control algorithm and sent to the airborne terminal for execution. The closed-loop control can be realized by the above-mentioned equipment. At the same time, the system can input remote control arithmetic and inject parameters into ground station software through remote network technology.

【技术实现步骤摘要】
一种浮空器飞行控制系统室内试验平台
本专利技术提供一种浮空器飞行控制系统室内试验平台，它为通用浮空器室内飞行控制方法验证与模拟高空飞艇控制提供控制算法验证平台，属于浮空器飞行控制领域。
技术介绍
随着现代科技的不断发展，各国对临近空间的竞争，全球范围内无线网络覆盖、地球遥感成像、大气测量、资源监控及军事侦察等方面的需求越来越强烈，发展平流层飞行器平台是解决以上问题的有效手段之一。因而平流层飞艇成为近年来各国争相发展的热点领域之一。同时低空载运飞艇相对其他飞行器具有载重量大、飞行稳定、成本低、巡航时间久等显著特点，成为现代物流行业的低成本运载工具。大型浮空器研制又在全球范围内掀起了新的浪潮。飞行控制系统是浮空器的关键系统之一，飞行控制试验是浮空器研制过程中必不可少的验证试验之一。然而，大型浮空器飞行控制试验具有时间长、耗资巨、风险高、飞控技术迭代周期长等缺点。又由于其他系统的影响，无法真实完整地验证飞行控制率，容错性太低。因此，采用相同布局的等比缩放浮空器模型进行飞控缩比试验是比较好的选择之一。而室外低空浮空器飞行控制试验又具有不可控干扰，无法全天候试验从而无法控制项目周期等缺点。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮空器飞行控制系统室内试验平台，其特征在于：浮空器飞行控制系统室内试验平台的机载端采用无线接收模块与舵机控制板两种设备。无线接收模块将地面站的控制指令按照一定的协议解析出来直接控制舵机与电机，从而简化了机载设备。地面端将地面数据处理、人工智能算法支持模块、UI结合其中，从而实现了收发数据、数据解算、智能算法飞行控制、数据可视化等功能。因此控制算法模块化的地面端可以实现多种控制算法的验证，具有很高的移植性。机载双天线定位，去除机载端定位传感器与机载设备交互。双天线定位与机载设备相互独立，降低了开发难度与无线传输数据量，适用性好。

【技术特征摘要】
1.一种浮空器飞行控制系统室内试验平台，其特征在于：浮空器飞行控制系统室内试验平台的机载端采用无线接收模块与舵机控制板两种设备。无线接收模块将地面站的控制指令按照一定的协议解析出来直接控制舵机与电机，从而简化了机载设备。地面端将地面数据处理、人工智能算法支持模块、UI结合其中，从而实现了收发数据、数据解算、智能算法飞行控制、数据可视化等功能。因此控制算法模块化的地面端可以实现多种控制算法的验证，具有很高的移植性。机载双天线定位，去除机载端定位传感器与机载设备交互。双天线定位与机载设备相互独立，降低了开发难度与无线传输数据量，适用性好。2.根据权利要求1所述的一种浮空器飞行控制系统室内试验平台，其特征在于：机载端采用无线接收模块与舵机控制板两种设备实现控制。无线接收模块采用数据透传模式，其接收来自地面端的数据。不需要解析，直接通过连线传输至舵机控制板。舵机控制板从无线传输模块接收到的一串数据是以某种特定协议形式写成的，控制板可以对数据进行解析，剥离出所需的数据，包括通道数，脉宽等信息。以此方式，就可以在地面端写好带有特定协议的数据，规定好传输时间，定时发送到机载端。3.根据权利要求1所述的一种浮空器飞行控制系统室内试验平台，其特征在于：地面端人工智能支持模块的移植。地面站软件通过TCP/IP协议接收来自室内定位设备的位置信息，并进行数据解算，得到控制算法需要的坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝晓光，刘东方，
申请(专利权)人：天津天航智远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12