[发明专利]一种平流层飞艇的遥控控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种平流层飞艇的遥控控制系统，所述控制系统划分为四个层级：

决策层，根据平流层飞艇的实际工作状态数据进行遥控飞行模式的选择和切换，发出相应的模式指令，并完成飞艇飞行状态的三维重构，记录控制系统中发生的事件，以及对记录事件进行回放演示；

规划层，根据决策层发出的模式指令动态规划、生成飞艇电机驱动指令，并协调上下层之间的数据通信；

执行层，根据规划层的所述电机驱动指令实现对飞艇电机的驱动控制；

感知层，完成飞艇工作状态的实时监控和数据采集，将采集数据进行信息融合后，为决策层提供飞艇工作状态的原始数据；

所述遥控飞行模式包括：

标准模式，用于正常飞行，主推进油门杆处于单发工作模式，控制左右四个主推进器以相同转速旋转；操纵杆控制尾部矢量电机偏转角速度，操纵杆油门控制矢量螺旋桨转速；

组合调姿模式，用于抗风飞行，主推进油门杆处于单发工作模式，控制主推进器左右发基准转速；操纵杆控制矢量电机偏转角速度与主推螺旋桨转速差；主推进螺旋桨转速实际输出值为基准值与操纵杆控制值之和，操纵杆油门控制矢量螺旋桨转速；

故障模式，用于推进系统出现故障时的飞行，主推进油门杆处于双发工作模式，左右油门杆分别控制主推进电机左右发基准转速；操纵杆控制尾部矢量电机偏转角速度；操纵杆油门控制矢量螺旋桨转速。

2.根据权利要求1所述的控制系统，所述决策层包括：

智能决策模块，根据集成的下行监控信息进行智能决策，实现飞艇遥控飞行模式的选择与切换，生成相应的模式指令并发送给规划层；

多媒体信息集成模块，对上行指挥信息和下行监控信息进行有序集成，并将集成信息发送给智能决策模块，同时根据所述下行监控信息完成飞艇飞行状态三维重构；所述下行监控信息包括从感知层发送来的飞艇飞行状态数据、机载系统工作状态数据、临近空间大气环境数据；

记录和回放模块，对控制系统中发生的事件进行记录，并完成相应的回放演示机制。

3.根据权利要求1所述的控制系统，所述规划层读取决策层发出的模式指令，对模式指令利用数值求解算法进行解算，生成各推进电机转动驱动指令以及各矢量电机角度驱动指令，并将推进电机转动驱动指令和矢量电机角度驱动指令发送给执行层。

4.根据权利要求1所述的控制系统，所述执行层包括推进电机驱动芯片和矢量电机驱动芯片，矢量电机驱动芯片与2路矢量电机相连，推进电机驱动芯片与6路推进电机相连，推进电机驱动芯片和矢量电机驱动芯片分别接收来自规划层的推进电机驱动指令与矢量电机驱动指令，根据驱动指令实时控制推进电机与矢量电机的转动。

5.根据权利要求1所述的控制系统，所述感知层是一个多传感器数据采集与处理工作站，包括核心处理器和多个传感器，所述核心处理器用于将融合处理后的传感器数据通过下行信道传递给决策层，核心处理器内嵌套传感器驱动模块、电机转速与角度处理模块、传感器数据融合模块，所述多个传感器包括飞行状态传感器、电机运行状态传感器、能源供给状态传感器、临近空间大气环境传感器，所述多个传感器与传感器驱动模块相连接，将采集数据传输至传感器驱动模块，电机转速与角度处理模块根据电机运行状态数据判断电机故障与否，传感器数据融合模块对所采集的数据进行融合处理。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、感知层对飞艇实际工作状态进行实时监控和数据采集，将采集数据进行信息融合后发送给决策层；

S2、决策层将感知层提供的数据有序集成后进行智能决策，实现飞艇遥控飞行模式的选择与切换，生成模式指令，发送给规划层；

S3、规划层读取决策层发出的模式指令并进行动态规划，生成飞艇电机驱动指令，发送给执行层；

S4、执行层根据规划层的驱动指令驱动电机工作。