一種載人飛行器自動安全控制系統及其控制方法與流程
2023-06-01 23:39:41 1
本發明屬於飛行器的安全防護領域，具體涉及一種載人飛行器自動安全控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前國內外通用航空產業方興未艾，發達國家相繼研發了各具特色的單人飛行器，如大家比較熟悉的馬丁飛行背包，德國人研製的多旋翼載人飛行器，日本人研製的單人飛行器，以及我國研製的單人飛行器。
但是上述飛行器都只考慮飛行，沒有對飛行的條件及在特殊環境下，飛行控制系統應該如何控制，才能最大限度的保障人的安全。
目前市場上的載人飛行器都沒有設計自動禁止起飛功能，即風速檢測超過一定數值（大風天氣）後飛行器自動禁止起飛；空氣溼度超過一定數值（雷雨天氣）禁止起飛；及在飛行中突預大風及雷雨天氣控制系統的自動安全保護措施，最大限度的保障人的安全。
技術實現要素：
本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種載人飛行器自動安全控制系統及其控制方法。
本發明的技術方案是：一種載人飛行器自動安全控制系統，包括中央控制系統，所述中央控制系統與測量風速值的空速計、測量溫度溼度的溫、溼度傳感器、測量位置信息的GPS相連，所述中央控制系統輸出端與電機控制器相連，所述電機控制器輸出端與電機相連。
所述中央控制系統的供電端與電源相連。
所述中央控制系統與顯示屏相連，中央控制系統將風速值、溫度溼度值、位置信息輸出給顯示屏。
上述一種載人飛行器自動安全控制系統的控制方法，包括以下步驟：
載人飛行器起飛前，依次對風速值、溼度值進行採集，並判斷是否符合起飛條件；
載人飛行器飛行過程中，對風速值、溼度值進行採集並實時判斷是否具備飛行條件。
所述載人飛行器起飛前，依次對風速值、溼度值進行採集，並判斷是否符合起飛條件包括以下步驟：
（ⅰ）程序初始化
初始化並設定安全起飛風速10m/s，設定安全起飛溼度80%；
（ⅱ）空速計獲取風速信息
空速計對起飛地風速值進行測量；
（ⅲ）空速計將獲取的風速值傳送給中央控制系統
（ⅳ）中央控制系統對風速數據進行分析
（ⅴ）是否小於安全起飛風速10m/s
步驟（ⅱ）中的風速信息小於安全起飛風速10m/s，繼續執行步驟（ⅵ）；步驟（ⅱ）中的風速信息大於安全起飛風速10m/s，執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅵ）溫、溼度計獲取溼度信息
溫、溼度傳感器對起飛地溼度進行測量；
（ⅶ）溫、溼度計將獲取的溼度值傳送給中央處理系統
（ⅷ）中央控制系統對溼度數據進行分析
（ⅸ）是否小於安全起飛溼度80%
步驟（ⅵ）中獲取的溼度信息小於安全起飛溼度80%，繼續執行步驟（ⅹ）；步驟（ⅵ）中獲取的溼度信息大於安全起飛溼度80%，繼續執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅹ）進行飛行前準備
（ⅹⅰ）鎖定油門，禁止起飛。
所述載人飛行器飛行過程中，對風速值、溼度值進行採集並實時判斷是否具備飛行條件，包括以下步驟：
（ⅰ）程序初始化
初始化安全飛行風速信息，安全飛行風速信息為抗風強度10m/s且持續時間構成橫風條件小於0.2s；初始化安全飛行溼度信息，安全飛行溼度信息為溼度定值80%且持續時間構成降雨條件1s；
（ⅱ）空速計獲取風速信息
（ⅲ）空速計將獲取的風速值傳送給中央控制系統
（ⅳ）中央控制系統對風速數據進行分析
（ⅴ）是否小於安全飛行風速信息
步驟（ⅱ）中的風速信息小於安全飛行風速信息，即抗風強度低於10m/s且持續時間構成橫風條件小於0.2s，繼續執行步驟（ⅵ）；步驟（ⅱ）中的風速信息大於安全飛行風速信息，即抗風強度高於10m/s且持續時間構成橫風條件大於0.2s，飛行器進入自穩模式，繼續執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅵ）溫溼度計獲取溼度信息
（ⅶ）溫溼度計將獲取的溼度值床送給中央控制系統
（ⅷ）中央控制系統對溼度數據進行分析
（ⅸ）是否小於安全飛行溼度信息
步驟（ⅵ）中的溼度信息小於安全飛行溼度信息，即溼度定值低於80%且持續時間構成降雨條件小於1s，繼續執行步驟（ⅹ）；步驟（ⅵ）中的溼度信息大於安全飛行溼度信息，即溼度定值高於80%且持續時間構成降雨條件大於1s，繼續執行步驟（ⅹⅱ）；
（ⅹ）執行飛行
（ⅹⅰ）中央控制系統檢查自穩模式是否可以維持平衡
自穩模式可以維持平衡，繼續執行步驟（ⅵ）；自穩模式不能夠維持平衡，執行步驟（ⅹⅱ）；
（ⅹⅱ）降低速度行駛提示操作者附近降落。
本發明起飛前對風速和環境溼度檢查，在不符合起飛條件情況下，鎖定主電機油門，禁止起飛，在飛行過程中對環境進行檢查，飛行器不能自動調節平衡或溼度過大時，通過聲音和屏幕提醒操作者，並降低速度行駛，提示操作者在附近降速著陸，本發明能夠對起飛環境和飛行環境進行準確反饋，保障了操作者的人身安全。
附圖說明
圖1 是本發明中控制系統的連接示意圖；
圖2 是本發明中控制方法中飛行前的方法流程圖；
圖3 是本發明中控制方法中飛行中的方法流程圖；
其中：
1 中央控制系統 2 電機控制器
3 電機 4 溫、溼度傳感器
5 空速計 6 GPS
7 顯示屏 8 電源。
具體實施方式
以下，參照附圖和實施例對本發明進行詳細說明：
如圖1所示，一種載人飛行器自動安全控制系統，包括中央控制系統1，所述中央控制系統1與測量風速值的空速計5、測量溫度溼度的溫、溼度傳感器4、測量位置信息的GPS6相連，所述中央控制系統1輸出端與電機控制器2相連，所述電機控制器2輸出端與電機3相連。
所述中央控制系統1的供電端與電源8相連。
所述中央控制系統1與顯示屏7相連，中央控制系統1將風速值、溫度溼度值、位置信息輸出給顯示屏7。
如圖2、3所示，上述一種載人飛行器自動安全控制系統的控制方法，包括以下步驟：
載人飛行器起飛前，依次對風速值、溼度值進行採集，並判斷是否符合起飛條件；
載人飛行器飛行過程中，對風速值、溼度值進行採集並實時判斷是否具備飛行條件。
所述載人飛行器起飛前，依次對風速值、溼度值進行採集，並判斷是否符合起飛條件包括以下步驟：
（ⅰ）程序初始化
初始化並設定安全起飛風速10m/s，設定安全起飛溼度80%；
（ⅱ）空速計獲取風速信息
空速計5對起飛地風速值進行測量；
（ⅲ）空速計將獲取的風速值傳送給中央控制系統
（ⅳ）中央控制系統對風速數據進行分析
（ⅴ）是否小於安全起飛風速10m/s
步驟（ⅱ）中的風速信息小於安全起飛風速10m/s，繼續執行步驟（ⅵ）；步驟（ⅱ）中的風速信息大於安全起飛風速10m/s，執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅵ）溫、溼度計獲取溼度信息
溫、溼度傳感器4對起飛地溼度進行測量；
（ⅶ）溫、溼度計將獲取的溼度值傳送給中央處理系統
（ⅷ）中央控制系統對溼度數據進行分析
（ⅸ）是否小於安全起飛溼度80%
步驟（ⅵ）中獲取的溼度信息小於安全起飛溼度80%，繼續執行步驟（ⅹ）；步驟（ⅵ）中獲取的溼度信息大於安全起飛溼度80%，繼續執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅹ）進行飛行前準備
（ⅹⅰ）鎖定油門，禁止起飛。
所述載人飛行器飛行過程中，對風速值、溼度值進行採集並實時判斷是否具備飛行條件，包括以下步驟：
（ⅰ）程序初始化
初始化安全飛行風速信息，安全飛行風速信息為抗風強度10m/s且持續時間構成橫風條件小於0.2s；初始化安全飛行溼度信息，安全飛行溼度信息為溼度定值80%且持續時間構成降雨條件1s；
（ⅱ）空速計獲取風速信息
（ⅲ）空速計將獲取的風速值傳送給中央控制系統
（ⅳ）中央控制系統對風速數據進行分析
（ⅴ）是否小於安全飛行風速信息
步驟（ⅱ）中的風速信息小於安全飛行風速信息，即抗風強度低於10m/s且持續時間構成橫風條件小於0.2s，繼續執行步驟（ⅵ）；步驟（ⅱ）中的風速信息大於安全飛行風速信息，即抗風強度高於10m/s且持續時間構成橫風條件大於0.2s，飛行器進入自穩模式，繼續執行步驟（ⅹⅰ）；
（ⅵ）溫溼度計獲取溼度信息
（ⅶ）溫溼度計將獲取的溼度值床送給中央控制系統
（ⅷ）中央控制系統對溼度數據進行分析
（ⅸ）是否小於安全飛行溼度信息
步驟（ⅵ）中的溼度信息小於安全飛行溼度信息，即溼度定值低於80%且持續時間構成降雨條件小於1s，繼續執行步驟（ⅹ）；步驟（ⅵ）中的溼度信息大於安全飛行溼度信息，即溼度定值高於80%且持續時間構成降雨條件大於1s，繼續執行步驟（ⅹⅱ）；
（ⅹ）執行飛行
（ⅹⅰ）中央控制系統檢查自穩模式是否可以維持平衡
自穩模式可以維持平衡，繼續執行步驟（ⅵ）；自穩模式不能夠維持平衡，執行步驟（ⅹⅱ）；
（ⅹⅱ）降低速度行駛提示操作者附近降落。
所述中央控制系統1還與預製的聲音報警模塊相連。
本發明起飛前對風速和環境溼度檢查，在不符合起飛條件情況下，鎖定主電機油門，禁止起飛，在飛行過程中對環境進行檢查，飛行器不能自動調節平衡或溼度過大時，通過聲音和屏幕提醒操作者，並降低速度行駛，提示操作者在附近降速著陸，本發明能夠對起飛環境和飛行環境進行準確反饋，保障了操作者的人身安全。