一种飞艇浮力升空的控制方法

摘要

本发明公开了一种飞艇浮力升空的控制方法，对飞艇浮力升空公式进行了推导，在此基础上提出基于浮力气体温度调节控制飞艇升空速度的方法：首先设定浮力气体用量及飞艇期望升空速度，经过与速度传感器获得的飞艇当前升空速度值比对，将差值信号放大处理后传送给温控模块，温控模块输出相应操作指令，改变加热装置功率大小，调节浮力气体温度，进而实现对升空速度的控制，同时升空速度传感器不断将实时速度反馈对比，形成闭环控制环路，完成反馈调节。与现有技术相比，此方法浮力气体的损耗小，控制变量可逆，可节省飞艇有效载荷空间，并提高了飞艇升空控制精度和抗干扰能力。

主权项

一种飞艇浮力升空的控制方法，其特征在于，针对飞艇的浮力升空问题，根据完全气体的克拉珀龙状态方程、大气温度T和海拔高度H的统计公式、大气压力p和海拔高度H的统计公式推导了飞艇的浮力升空公式，具体地，包括：1)完全气体的克拉珀龙状态方程$\rho =\frac{pM}{RT}$2)大气温度T和海拔高度H的统计公式T＝288.15‑6.5H                          H≤11kmT＝216.65                               11km＜H≤20kmT＝216.65+(H‑20)                        20km＜H≤32km3)大气压力p和海拔高度H的统计公式p＝10332.3×(1‑0.0225577H)^5.25588          H≤11km$p=2307.8\times {2.7182848}^{\frac{11-H}{6.34142}},11km<H\le 20km$p＝558.28×(1+(H‑20)×0.00461574)^‑34.1632  20km＜H≤32km导出飞艇浮力升空公式为：其中，ρ‑气体密度，p‑气体压力，M‑气体摩尔质量，T‑气体温度，R‑气体常数，m_浮‑浮力气体质量，m₀‑飞艇总质量，T_空‑大气气体温度，M_空‑大气气体摩尔质量，T_浮‑浮力气体温度，M_浮‑浮力气体摩尔质量。依据上述飞艇浮力升空公式，基于浮力气体温度调节来实现飞艇的浮力升空速度的控制。