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龙图腾网恭喜南方科技大学申请的专利一种基于气动力的高精度高度控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115167496B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210960511.2，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种基于气动力的高精度高度控制系统是由王浩;单肖文;梅一涵;张传伦设计研发完成，并于2022-08-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于气动力的高精度高度控制系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于气动力的高精度高度控制系统，属于无人机控制系统领域，包括高度控制系统以及具有该高度控制系统的飞行器，所述飞行器包括飞行器主体以及设置在飞行器主体上的定高控制器、执行机构、传感器元件，所述高度控制系统集成在定高控制器上；所述定高控制器包括高度控制环以及与高度控制环串联的俯仰控制环，高度控制环用以处理高度误差信号后将其作为执行机构的输入控制信号，过程中，定高控制器将实际的输出信号经过传感器元件转换后与输入信号对比形成闭环控制。本发明，通过PID控制器保证精准高度飞行从而实现稳定、高效率飞行、安全性高，该基于PID控制器的控制系统，具有鲁棒性强的优点。

本发明授权一种基于气动力的高精度高度控制系统在权利要求书中公布了：1.一种基于气动力的高精度高度控制系统，其特征在于，包括高度控制系统以及具有该高度控制系统的飞行器，所述飞行器包括飞行器主体以及设置在飞行器主体上的定高控制器、执行机构、传感器元件，所述高度控制系统集成在定高控制器上；所述定高控制器包括高度控制环以及与高度控制环串联的俯仰控制环，高度控制环用以处理高度误差信号后将其作为执行机构的输入控制信号，过程中，定高控制器将实际的输出信号经过传感器元件转换后与输入信号对比形成闭环控制；所述高度控制环的输出信号作为俯仰控制环的参考输入信号，与来自传感器元件的信号比对后得到一个误差信号，该误差信号经过俯仰控制环处理后成为执行机构的输入控制信号；所述执行机构用以接收定高控制器传来的控制信号，并根据控制信号运行调整飞行器的高度和俯仰姿态；所述传感器元件用以测量飞行器的飞行状态信息，并将飞行状态信息转换成可用输出信号；所述执行机构，具体包括：集成在飞行器上的升降舵、襟翼以及电机；所述高度控制环为P+PID控制器，即比例+比例-积分-微分控制器，用以控制襟翼以及电机来实现飞行器的高度控制；所述高度控制环的具体控制过程为：步骤一：产生高度误差信号eh，eh＝hc-h，其中，hc为高度控制输入信号，h为来自传感器元件的高度信号；步骤二：将eh经过高度的比例控制器处理后成为高度变化率控制信号wc，wc＝Ph×eh，其中，Ph为比例控制器的高度比例增益；步骤三：将wc与来自传感器元件的高度变化率信号w比对，产生了一个高度变化率误差信号ew，ew＝wc-w；步骤四：经过速度的比例-积分-微分控制器处理后，经过系数KT，KF，Ke处理后分别成为飞行器的襟翼、油门和俯仰控制环的输入信号ΔθC，其中，其中，Pw为比例-积分-微分控制器的高度变化率比例增益，Iw为比例-积分-微分控制器的高度变化率积分增益，Dw为比例-积分-微分控制器的高度变化率微分增益；所述俯仰控制环为P+PI控制器，即比例+比例-积分控制器，用以与高度控制环串联控制升降舵，具体控制过程为：S1：将来自高度控制环的俯仰控制输入信号ΔθC与来自传感器元件的俯仰角信号θ比对，产生了一个俯仰角误差信号eθ，eθ＝ΔθC-θ；S2：eθ经过俯仰控制环的比例控制器处理后成为俯仰角速率控制信号ΔqC，ΔqC＝Pθ×eθ，其中，Pθ为比例控制器的俯仰角比例增益；S3：将ΔqC与来自传感器元件的角速率信号q比对，产生一个角速率误差信号eq，eq＝ΔqC-q；S4：经过角速率的比例-积分控制器处理后，成为升降舵的控制信号其中，Pq为比例-积分控制器的角速率比例增益，Iq为比例-积分控制器的角速率积分增益。

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