[发明专利]基于IPV6与虚拟视线导引的碟形飞行器高度遥控方法

说明书

本发明公开了一种基于IPV6与虚拟视线导引的蝶形飞行器高度遥控方法，包括：采用手机等外部设备设定碟形飞行器的遥控高度，通过IPV6网络传递给蝶形飞行器，而蝶形飞行器仅测量实际高度，在控制系统中通过设置和飞行器相同速度的虚拟目标，虚拟目标初始点与蝶形飞行器形成45度角，采用视线导引的概念生成期望的姿态角指令，再通过姿态跟踪系统完成期望姿态的跟踪，最后实现期望高度的稳定飞行。该方法仅需要测量飞行器的实际高度，然后通过设计虚拟目标的运动，计算其视线角，然后将其视线角转化为期望的姿态角；和传统的方法相比，具有更好的物理意义；并且通过该方法得到的期望姿态角信号也对大小高度期望值的跟踪具有更好的适应性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于飞行器控制技术领域，涉及一种基于IPV6与虚拟视线导引的碟形飞行器高度遥控方法。

背景技术

蝶形飞行器是一类新型又独特的飞行器，和传统轴对称的长条形飞行器有根本的不同，因此其高度控制也有自己的特点。

定高飞行是飞行器飞行过程中最常见的一种稳定飞行状态，传统的飞行器高度控制一般采用PID控制，需要测量高度与垂向速度，也就是高度微分。由于传统的高度PID控制在设定大的跟踪高度和小的跟踪高度之间，必须采用不同的PID控制参数切换，否则必然带来期望姿态角信号过大或过小的问题，在测量的过程中较为麻烦。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种基于虚拟视线导引的蝶形飞行器高度遥控方法，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与虚拟视线导引的碟形飞行器高度遥控方法，按照以下步骤进行：

步骤一，设定期望高度；

步骤二，测量飞行器的实时飞行高度；

步骤三，根据所述期望高度以及实时飞行高度计算虚拟目标的运动轨迹；

步骤四，根据所述虚拟目标的运动轨迹计算虚拟目标与蝶形飞行器之间的视线角，并根据所述实现角得到期望的姿态角指令信号；

步骤五，构建姿态稳定控制规律并通过姿态稳定控制规律实现蝶形飞行器姿态角跟踪趋近于期望的姿态角指令信号。

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网络将所述期望高度为h_d传递给蝶形飞行器，蝶形飞行器通过接收装置连接IPV6网络接收后，设定所述期望高度为h_d。

进一步的，所述步骤二包括：利用设置于蝶形飞行器载体上的高度表测量蝶形飞行器的实时飞行高度h。

进一步的，所述步骤三包括：首先，构建一虚拟目标，设定所述虚拟目标的初始位置坐标为(x_t0,h_d)，x_t0、h_d分别为横坐标与纵坐标；其中，横坐标x_t0计算方法为：x_t0＝x₀+(h_d-h)；x₀为蝶形飞行器当前时刻的纵向飞行距离，h_d为期望高度，h为实时飞行高度；

其次，在所述初始位置的设定基础上，设定所述虚拟目标的运动速度为(V,0)；其中，V为蝶形飞行器水平方向的运动速度，垂直方向运动速度为0；

最后，根据蝶形飞行器水平方向的运动速度V得到所述虚拟目标的运动轨迹为：x_t＝x_t0+V*t，y_t＝h_d；其中，t表示时间，x_t与y_t为虚拟目标在t时刻的横坐标与纵坐标。